辐射时代的最髙温度及其宇宙学意义

核合成时代之前宇宙的热历史是未知的。辐射主导时代的最高温度，我们称之为再加热温度，可能低至0.7 MeV。在本文中，我们表明低的再加热温度对宇宙学的许多课题具有重要影响。我们表明，即使再加热温度远低于WIMP的冻结温度，弱相互作用大质量粒子（WIMP）也可能产生，并且当前丰度对WIMP质量和湮灭截面的依赖性与熟悉的结果截然不同。我们重新审视了超对称暗物质、轴子、大质量中微子和其他暗物质候选者的遗迹丰度预言及由此产生的模型约束、衰变粒子的核合成约束以及超重粒子衰变产生的轻子生成。我们发现超对称模型的允许参数空间被改变，消除了通常的质量谱界限；大质量中微子的宇宙学界限发生剧烈变化，仅排除了33 keV $\simlt m_\nu\simlt$ 6 (5) MeV范围内的狄拉克（马约拉纳）中微子质量$m_\nu$，这远小于标准排除范围94 eV $\simlt m_\nu\simlt$ 2 GeV（这意味着大质量中微子仍可能扮演暖暗物质或冷暗物质的角色）；Peccei-Quinn标度的宇宙学上限可能显著提高到$10^{16}$GeV，而通常引用的极限约为$10^{12}$GeV；并且即使再加热温度远小于衰变超重粒子的质量，有效的非平衡GUT重子生成和/或轻子生成也可能发生。