增长中微子精质模型中的超大尺度结构

与中微子相互作用的精质标量场或宇宙子可以对宇宙学结构形成产生重要影响。在增长中微子模型中，耦合仅在近期才变得有效，此时中微子变为非相对论性，从而阻止了宇宙子的演化。这可以通过将当前暗能量密度与中微子的微小质量联系起来，解释为什么暗能量仅在相当晚近的时期才主导宇宙。此类模型预测，在超星系团尺度（约 200 Mpc 及更大）上存在稳定的中微子团块，这是由中微子之间一种比引力更强、由宇宙子传递的吸引力所导致的。我们提出了一种在物理空间中追踪中微子团块初始非线性形成的方法，通过在三维网格上数值积分非线性演化方程，直到维里化自然发生。作为首次应用，我们展示了最终中微子平均质量约为 2 eV 的宇宙学结果：在这种情况下，中微子团块确实形成并模拟了非常大的冷暗物质结构，对于一个大小约为 10 Mpc 的团块，其典型引力势为 10^{-5}，而对于约 200 Mpc 的团块，其值更大。对非线性区域小 k 处的宇宙学引力势的粗略估计为 Phi_nu = 10^{-6} (k/k_0)^{-2}，1.2x10^{-2} h/Mpc < k_0 < 7.8x10^{-2} h/Mpc，结果比密度涨落线性演化的外推值小许多个数量级。中微子诱导的引力势的大小可能会修改小角动量下的宇宙微波背景各向异性谱。