暗物质的白噪声：早期星间塌缩的21 cm观测

在标准宇宙模型中，由气动生成的暗物质密度扰动导致在尺度为k~10 h {Mpc}^{-1}（目前使用Lyman-$\alpha$ 频谱测得的最小尺度）以下的白噪声密度扰动。来自量子暗物质的特殊暗物质动力学，如类似轴矿但质量较小的暗物质，在后期相位转换中产生此类小尺度功率的放大。这种相位转换产生的暗物质塌缩形成小暗暗核，其大小由相位转换时暗物质质量在视界内给出。如果初始小暗暗核的质量大于~10^{-3} M$_\odot$，则修改后的功率谱会导致标准$\\Lambda$CDM之外的星间塌缩提前，导致气体加热。若小暗暗核质量大于1 M$_\odot$，则在z>20时，21 cm线中星间的自旋温度相对于$\\Lambda$CDM更高。估计表明，探测高红移21 cm辐射的实验将对此类暗物质模型的初始小暗暗核大于~10 M$_\odot$的约束贡献显著。到达z≈15的早期实验将对小暗暗核下限至~10^3 M$_\odot$进行约束。