宇宙历史中的暗物质状态方程

冷暗物质(CDM)是当前共识宇宙学模型的关键组成。由于其状态方程(EoS)为零，其能量密度随宇宙体积倒数标度，因此唯一地由单一数值即其当前丰度描述。我们通过允许DM的EoS在$z=10^5$到$z=0$范围内的八个红移箱中独立变化，来检验暗物质的宇宙体积倒数定律。我们使用普朗克卫星最新的宇宙微波背景辐射测量，并补充以6dF与SDSS-III BOSS巡天的重子声学振荡(BAO)数据，以及哈勃空间望远镜(HST)关键项目数据。我们在八个红移箱中的任何一个均未发现非零EoS的证据。仅用普朗克数据，DM丰度在物质-辐射相等附近约束最强$\omega^{\rm eq}_g = 0.1193^{+0.0036}_{-0.0035}$（95% c.l.），而其当前值约束较弱 $\omega^{(0)}_g = 0.16^{+0.12}_{-0.10}$（95% c.l.）。加入BAO或HST数据并未显著改变$\omega^{\rm eq}_g$约束，而$\omega^{(0)}_g$分别收紧至 $0.160^{+0.069}_{-0.065}$（95% c.l.）与 $0.124^{+0.081}_{-0.067}$（95% c.l.）。我们的结果首次约束了各宇宙时期DM所需的“冷度”水平，并表明DM丰度始终严格为正。