包含玻色-爱因斯坦凝聚暗物质的膨胀宇宙中的扰动增长

我们研究了包含玻色-爱因斯坦凝聚（BEC）暗物质的膨胀牛顿宇宙中的扰动增长。我们首先忽略狭义相对论效应，并在考虑量子压力和自相互作用的情况下，推导了线性区域中密度对比演化的微分方程。该方程在几种情况下可以解析求解。我们论证了吸引性自相互作用可以增强金斯不稳定性并加速结构的形成。然后，我们在宇宙流体演化中考虑了压力效应（来自狭义相对论），并加入了辐射、重子和暗能量（宇宙学常数）的贡献。对于具有排斥性自相互作用（正压）的 BEC 暗物质，其标度因子比暗物质无压的标准 $\Lambda$CDM 模型增长得更快，而对于具有吸引性自相互作用（负压）的 BEC 暗物质，其增长得更慢。我们研究了这两种情况下扰动的线性发展，并表明在 BEC 暗物质中扰动的增长快于无压暗物质。这证实了 Harko（2011）的近期结果。最后，我们考虑了一种具有广义状态方程 $p=(\alpha \rho + k \rho ^2)c^2$ 的“暗流体”，其包含类似于 BEC 暗物质的分量 $p=k \rho ^2 c^2$ 和模拟宇宙学常数（暗能量）效应的分量 $p=\alpha \rho c^2$。我们找到了在假设有限宇宙学常数下与标准 $\Lambda$CDM 模型具有良好一致性的最优参数。