极早期宇宙中由汤川力导致的晕形成

如果存在长程吸引力且强于引力，则宇宙晕的形成可在辐射主导时期开始。我们在一个暗物质费米子具有由标量粒子介导的汤川相互作用（类似于标准模型中的希格斯玻色子）的系统中研究了这一效应的简单实现。我们发展了该系统的自洽描述，包括标量场的精确背景动力学以及费米子密度涨落的精确建模。对于后者，我们给出了线性增长的准确近似，并利用 N 体模拟对非线性演化进行了定量建模。我们发现晕的形成以指数级快速发生，且尺度远大于简单估计所预测。这些晕的最终命运仍不确定，但可能是湮灭、暗星、原初黑洞，甚至在物质-辐射相等时存在星系尺度的晕。更一般地，我们的结果证明了将标量介导的相互作用映射到结构形成结果及超出标准模型理论的约束的重要性。