Темная материя должна быть нерелятивистской при 111 КэВ или ранее. Почему?

Если темная материя (ТМ) нерелятивистская при замораживании и если кинетическая развязка происходит намного позже замораживания, ее называют холодной темной материей. Точнее, утверждается, что если бы ТМ не была нерелятивистской при 1   кэВ _ это размыло бы структуры вплоть до каждой шкалы _ .

Откуда это число 1 КэВ взялся?

Почему мы говорим, что наблюдаем структуры во всех возможных масштабах (например, см. стр. 8 этой заметки ), о каком наименьшем масштабе мы думаем?

Ответы (1)

По сути, если темная материя является полурелятивистской, температура темной материи означает, что в ранней Вселенной у нее было достаточно кинетической энергии, чтобы вырваться из небольших гравитационных ям, а это означает, что любые начальные избыточные плотности на малых масштабах вымываются. Это называется «бесплатная трансляция».

Число 1 кэВ (или, по некоторым утверждениям, больше похожее на 4 кэВ) является наблюдательным пределом массы термически произведенной (теплой) темной материи. По сути, если бы темная материя была легче этой, свободный поток подавлял бы структурообразование в больших масштабах (которое, как мы наблюдали, не было подавлено).

Мы не наблюдаем «все возможные масштабы», в примечании написано, что мы не видим никакого подавления от бесплатной потоковой передачи в масштабах, которые мы действительно можем наблюдать. Наши нынешние пределы — массы ореолов темной материи примерно такие 10 9 10 10 М .