Kination期间暗物质扰动的生长

如果宇宙的能量密度由快速滚动的标量场主导，而辐射浴足够热以热产生暗物质，那么具有大于标准湮灭截面的暗物质可以产生观测到的暗物质遗迹丰度。为了进一步约束这些情形，我们研究了在kination期间小尺度密度扰动的演化。我们确定，一旦扰动模式在kination期间进入视界，引力势便急剧下降并开始振荡和衰减。然而，在kination时期进入视界的暗物质密度扰动在辐射主导开始之前随尺度因子线性增长。因此，kination在物质功率谱上留下了独特印记：在kination期间进入视界的尺度具有增强的非均匀性。我们还考虑了当宇宙主导组分具有通用状态方程参数 $w$ 时物质密度扰动的演化。我们发现，若物质密度扰动在 ${0< w < 1/3}$ 时进入视界，则不会增长。若物质密度扰动在 ${w > 1/3}$ 时进入视界，其增长快于辐射主导期间经历的对数增长。由此对小尺度物质功率谱的增强导致增强的亚结构形成，这有效提高了暗物质湮灭率，并可能使kination期间的热暗物质产生与观测不相容。