Simulaciones de fluctuaciones no lineales en eras tempranas del Universo

Abstract

Las actuales simulaciones cosmológicas se realizan con condiciones iniciales pseudo-lineales y gaussianas en z ~ 200. Esto podría no ser correcto para modelos alternativos de materia oscura (DM, por sus siglas en inglés). En particular, si los agujeros negros primordiales que se forman en tiempos tempranos del Universo son considerados componentes de la DM, podrían existir efectos no lineales que son despreciados en los modelos actuales. Es por esto que en este trabajo se estudia la evolución de pequeñas fluctuaciones al final de la era de radiación usando simulaciones numéricas de N-cuerpos. Partiendo de un espectro inicial de materia a z > 1100 con parámetros cosmológicos típicos de un Universo de materia oscura fría con constante cosmológica (ACDM), incrementamos la potencia en modos mayores a 14.75 hMpc⁻¹ siguiendo posibles modelos alternativos de inflación. Se evoluciona gravitacionalmente esta condición inicial observando efectos no lineales en tiempos anteriores a los encontrados por un espectro estándar ACDM. A partir de estos resultados, se podrá caracterizar cómo deben ser las condiciones iniciales con efectos no lineales de épocas tempranas.

Current cosmological simulations are generated from initial condition which are gaussian and linear in z ~ 200. This could be incorrect for alternative models of dark matter (DM). Furthermore, if primordial black holes which form in the early Universe are considered components of the DM, there could exist non-linear effects that would not be taken into account. Due to this we study the evolution of small fluctuations at the end of the radiation dominated epoch using N-body numerical simulations. We calculate an initial spectrum of matter at z > 1100 for typical cosmological parameters of a cold dark matter with a cosmological constant (ACDM) Universe, increasing the power in modes greater than 14.75 hMpc⁻¹ following possible alternative inflation models. This condition is evolved gravitationally and we find non-linear effects in earlier times to those found for a standard spectrum ACDM. From these results, we will be able to produce initial condition with non-linear effects of early epochs.