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遗迹光子温度与红移及宇宙中微子背景

综合物理 2015-06-22 v3 高能物理 - 唯象学

摘要

假设 CMB 光子由 SU(2) 杨 - 米尔斯理论的去禁闭相描述,且去禁闭 - 预禁闭相变的临界温度与当前 CMB 温度 T02.725T_0\sim 2.725\,K 相匹配 (SU(2)CMB_{\tiny{CMB}}),我们研究了在 Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker 宇宙中 CMB 温度 TT 如何与宇宙学尺度因子 aa 相联系。由于晚期共形标度破缺,CMB 观测得出的再电离瞬时红移 (zre11z_{\tiny{re}}\sim 11) 与类星体光谱 (zre6z_{\tiny{re}}\sim 6) 之间的张力得以消除。此外,我们发现 CMB 退耦的红移从 zdec1100z_{\tiny{dec}}\sim 1100 移至 zdec1775z_{\tiny{dec}}\sim 1775,这对高红移处的 Λ\LambdaCDM 宇宙学提出了质疑。将此模型适配于三种无质量宇宙中微子味的传统物理学,我们证明了其与从 Planck 数据中提取的 Neff3.36_{\tiny{eff}}\sim 3.36 值不一致。宇宙中微子与 CMB 之间的相互作用意味着 CMB 和中微子流体具有一个共同的温度 TT(不再分别守恒)。于是 Neff3.36_{\tiny{eff}}\sim 3.36 意味着一个普适的、温度诱导的宇宙中微子质量 mν=ξTm_\nu=\xi T,其中 ξ=3.973\xi=3.973。我们上述关于 zrez_{\tiny{re}}zdecz_{\tiny{dec}} 的结果仅源自 SU(2)CMB_{\tiny{CMB}},在包含此类中微子部分时基本不受影响。

关键词

引用

@article{arxiv.1407.1266,
  title  = {Relic photon temperature versus redshift and the cosmic neutrino background},
  author = {Ralf Hofmann},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1407.1266},
  year   = {2015}
}

备注

19 pages, 5 figures, dedicated to the memory of Pierre van Baal and Dmitri Diakonov, v3: typos corrected