轻子数与宇宙膨胀

我们表明,非整数的有效中微子数$N^{\mathrm{eff}}_\nu$可理解为早期宇宙中由狄拉克中微子宇宙背景所携带的轻子$L$不对称性的效应。我们表明,$N_\nu^{\mathrm{eff}}=3.36\pm0.34$(仅CMB)和$N_\nu^{\mathrm{eff}}= 3.62\pm0.25$(CMB与$H_0$)要求重子数$B$与轻子数之比满足$1.16 \times 10^{-9}\leqslant B/|L|\leqslant 1.51 \times 10^{-9}$。这些数值接近于重子-光子比$0.57\times 10^{-9}\leqslant B/N_\gamma \leqslant 0.67\times10^{-9}$。因此,我们提议使用$0.4 \leqslant |L|/N_\gamma\leqslant 0.52$和$B\ll|L|$作为另一种自然选择,以取代通常的$|L|\ll N_\gamma$和$B\simeq |L|$,这解决了Planck-CMB与$H_0$之间的张力,并导致非整数值$N_\nu^{\mathrm{eff}}>3$。