光重子主导宇宙中的宇宙结构形成

我们分析了在暗物质由质量为 100 eV~1 keV 的轻重子（gravitino）主导的模型中宇宙结构形成的情况。评估重子解离时的自由度数 (g_*)，计算物质涨落的传递函数，表明重子在类星体质量尺度上表现为温暖型暗物质 (WDM)，具有类似的自由流尺度。我们考察了不同低密度 WDM 模型（含或不含宇宙常数），并将中高红移共价氢 (damped Ly-α) 系统中中子氢丰度及局部星系簇数密度的预测与观测约束进行比较。结果表明，除非采用较小的 Omega_0 值（约 0.4）和较大的哈勃参数（约 0.9），否则这些模型无法同时满足两项约束。此外，在温暖+热暗物质混合模型中（以大质量轻子为热性物质），在约 1 h尺度上的涨落强烈抑制，导致高红移天体无法形成。我们得出结论：所有轻重子暗物质主导模型在宇宙结构形成方面都面临严峻挑战，这对 gauge 介导的超对称性破坏方案提出了严格的宇宙学约束。