Interacción del sector oscuro y cosmología de precisión

Consideramos un modelo propuesto recientemente en el que la materia oscura interactúa con un fondo térmico de radiación oscura. La radiación oscura consiste en grados de libertad relativistas que permiten que valores más grandes de la tasa de expansión del universo hoy sean consistentes con los datos del CMB (problema H0). La dispersión entre materia oscura y radiación suprime el espectro de potencia de la materia a escalas pequeñas y puede explicar las discrepancias aparentes entre las predicciones de ΛCDM del espectro de potencia de la materia y las mediciones directas de la Estructura a Gran Escala (problema σ8). Vamos más allá del trabajo previo de dos maneras: 1. ampliamos el espacio de parámetros de nuestro modelo anterior y permitimos que una fracción arbitraria de la materia oscura sea interactuante y 2. actualizamos los conjuntos de datos utilizados en nuestros ajustes, siendo lo más importante que incluimos datos de LSS con plena dependencia de k para explorar la sensibilidad de los datos actuales a la forma del espectro de potencia de la materia. Encontramos que los datos de LSS prefieren modelos con agrupamiento de materia en general suprimido debido a las interacciones entre materia oscura y radiación oscura sobre ΛCDM en 3–4 σ. Sin embargo, las mediciones recientes de lentes débiles del espectro de potencia aún no son lo suficientemente precisas como para distinguir claramente dos límites del modelo con diferentes formas predichas para el espectro de potencia de la materia lineal. En dos apéndices ofrecemos una derivación de las ecuaciones de perturbación acoplada de materia oscura y radiación oscura a partir de la ecuación de Boltzmann para aclarar una confusión en la literatura reciente, y derivamos aproximaciones analíticas a las soluciones de las ecuaciones de perturbación en los dos límites físicamente interesantes de toda la materia oscura interactuando débilmente o una pequeña fracción de materia oscura interactuando fuertemente.