Nucleossíntese do big bang, regiões de matéria-antimatéria, espécies relativísticas adicionais e ondas gravitacionais remanescentes

Desde que domínios de matéria-antimatéria estejam presentes no início da nucleossíntese do big bang (BBN), o número de espécies relativísticas adicionais permitidas aumenta, em comparação com o cenário padrão quando os domínios de matéria-antimatéria estão ausentes. As espécies relativísticas adicionais podem assumir a forma de fermions sem massa ou até mesmo bosons sem massa, como os gravitons remanescentes. O número de graus de liberdade adicionais compatíveis com a BBN depende, neste contexto, da escala típica dos domínios e da fração de antimatéria. Dado que a presença de domínios de matéria-antimatéria permite uma redução da razão nêutron-protão antes da formação do ^4He, grandes quantidades de densidade de energia do tipo radiação são permitidas. Nossos resultados são comparados com outras restrições sobre o número de graus de liberdade relativísticos suplementares e com diferentes cenários não padronizados de BBN onde a redução da razão nêutron-protão ocorre por meio de um mecanismo físico diferente. As implicações de nossas considerações para os limites superiores sobre fundos de ondas gravitacionais estocásticas de origem cosmológica são delineadas.