暗物质与结构形成的有效场论：半解析结果

作为对近期关于宇宙学大尺度结构有效场论工作的补充，我们在此呈现详细的近似解析结果及对该方法的进一步教学性理解。我们从无碰撞玻尔兹曼方程出发，积分出由宇宙学模拟中使用的 Massive 粒子组成的暗物质/暗能量主导宇宙 ($\Lambda$CDM) 的短波模式。这建立了一个长距离有效流体，适用于大于非线性尺度 $\sim 10$ Mpc 的长度尺度，并提供了大尺度结构形成的完整描述。提取时间依赖性后，我们推导了编码微扰解的递推关系。这在物质主导时期是精确的，在 $\Lambda$CDM 中也非常准确。该有效流体的特征在于物理参数，包括声速和粘滞系数。这两个流体参数彼此起到简并作用，并导致相对于标准微扰理论的修正，形式为 $\sim 10^{-6}c^2k^2/H^2$。从线性理论出发，我们计算了对宇宙学观测量的修正，例如重子声学振荡峰，我们在单圈阶次上半解析地计算了它。由于非零的流体参数，有效场论的预测比标准微扰理论与观测符合得更准确，我们解释了其原因。我们还讨论了将暗物质视为相互作用或类波状处理带来的修正及其他问题。