宇宙的中位密度

尽管在标准 $\Lambda$CDM 范式内宇宙的物质平均密度已被测量到百分之几的精度，但其中位密度甚至数量级都未知。典型的点位于低密度区域，且不属于任何尺度的坍缩结构。在局部，暗物质分布仅仅是早期宇宙中分布的拉伸版本。在这一单流区域内，未平滑密度的分布对所有尺度上的初始功率谱敏感，特别是在极小尺度上，因而也对暗物质的性质敏感。由于所涉及的巨大动态范围，无法用常规宇宙学模拟可靠估计，但可改用合适的越界集方法。对于 Planck 宇宙学参数，100 GeV WIMP（对应自由流动质量 $\sim 10^{-6}M_\odot$）导致中位密度约为平均密度的 $\sim 4\times 10^{-3}$，而 10 $\mu$eV 轴子（自由流动质量 $\sim 10^{-12}M_\odot$）给出 $\sim 3\times 10^{-3}$，质量为 1 keV 的温暗物质（热遗迹）给出 $\sim 8\times 10^{-2}$。在 CDM（而非 WDM）宇宙中，越界集形式体系预言单流区域在拓扑上被隔离。直接 N 体模拟的检验似乎证实了这一预言，尽管仍受有限尺寸和分辨率效应影响。遗憾的是，这些性质不太可能被观测到，从而不适合用于约束暗物质的性质。