冷暗物质的小尺度功率谱

宇宙学中最受认可的假说之一认为宇宙中大部分物质以弱相互作用大质量粒子的形式存在，这些粒子在宇宙早期脱耦并绝热冷却至极低温度。然而，这些粒子脱耦时的有限温度与视界尺度在其小尺度密度涨落上留下了普遍的特征。我们表明，由于粒子在脱耦温度的热速度下自由流而导致的涨落功率谱中先前被认识的截断，被CDM与辐射场初始耦合引起的声学振荡所补充。功率谱振荡出现在热脱耦时的视界尺度，对应的质量尺度为\~10^{-4}*(T_d/10MeV)^{-3}太阳质量，其中T_d为CDM脱耦温度。声学振荡对更小尺度上的功率谱抑制在物理上独立于自由流效应，尽管这两个截断尺度在T_d~10MeV且粒子质量M~100GeV时偶然相当。模拟宇宙中最早和最小天体形成的初始条件需要相应修改。最小的暗物质团块可能通过粒子湮灭产生的伽马射线、通过直接探测实验事件率的涨落、或通过它们对太阳系外缘天体宽轨道的潮汐引力效应而被探测到。