弱、强与丑——相互作用阶梯状暗辐射的对比分析

用同一机制同时解决哈勃与 $S_8$ 张力的模型通常会引起重组前小尺度物质功率谱的抑制。此处我们聚焦两类此类模型。两模型均引入与暗物质散射的自相互作用暗辐射流体，其在某过渡红移附近丰度有阶梯。一模型中相互作用弱且与全部暗物质作用，另一则强但仅与部分暗物质作用。弱相互作用情形能同时解决两张力，并对 Planck 宇宙微波背景（CMB）测量、Pantheon Ia 型超新星及高低红移重子声学振荡数据组合给出良好拟合；而强相互作用模型无法显著同时缓解两张力。加入高分辨率 CMB 测量（ACT DR4 与 SPT-3G）略限制两模型解决哈勃张力的能力。对 BOSS DR12 LRG 与 eBOSS DR16 QSO 数据采用大尺度结构有效场论分析也额外限制其解决 $S_8$ 张力的能力。我们详细探究这些模型对这些数据集的响应，以得出关于解决两张力机制所需条件的普遍结论。我们发现，为拟合 CMB 数据，物质功率谱抑制的时间依赖性起核心作用。