重组时 Very Small Scale 宇宙气体扰动的非线性演化

研究了气体密度扰动在 very small scale 上的演化。特别是研究了在重组时代由更大尺度上的剪切速度场引起的辐射 drag 力对较小尺度上非线性增长的作用，这是 Shaviv 1998 年提出的假设。我们发现，包含扩散项（Shaviv 原文中忽略了这一项）后，其增长幅度相当温和，其增长率 $\ll 100$，而不是 Shaviv 原始主张的 ~10^4 级巨大放大。由于扩散抑制了增长，增长因子强烈取决于较大尺度速度场的�幅。该非线性增长机制用于一般等温冷暗物质 (CDM) 模型中的气体密度扰动。在这些模型中，先前的工作已发现气体密度扰动不会被完全被扩散消除，如果存在 CDM 的引力势。本文推导的扰动 rate 方程被用于研究气体密度扰动的非线性演化。我们发现：(1) 较小尺度的非线性增长更大。该机制仅影响尺度小于 $\sim 10^2M_\odot$ 的扰动，这些尺度与恒星尺度相符。(2) 对于各种 COBE 归一化 CDM 模型，气体密度扰动的最大增长因子通常小于 10 倍的 $3-\sigma$ 大尺度速度峰值。(3) 增长因子取决于 $\Omega_{\rm b}$。