Nucleossíntese Big-Bang e Congelamento de Matéria Escura WIMP como Sondas da Cosmologia Yukawa

Investigamos a Nucleossíntese do Big-Bang no contexto da cosmologia Yukawa. Primeiro derivamos as equações de Friedmann modificadas partindo da primeira lei da termodinâmica no horizonte aparente.

Usando dados observacionais sobre abundâncias de \(^4\mathrm{He}\), deutério e \(^7\mathrm{Li}\), colocamos limites rigorosos no acoplamento Yukawa \(α\). As restrições \(^4\mathrm{He}\) e de deutério são mutuamente consistentes (\(-0.24 \lesssim α\lesssim 0.12\)), enquanto \(^7\mathrm{Li}\) requer $α\in [-0.76, \, -0.72]$.

Em seguida, estendemos nossa análise para o congelamento do WIMP e mostramos que o parâmetro de Hubble modificado altera a abundância de relíquias, produzindo uma restrição independente \(-0, 017 \lesssim α\lesssim 0, 018\) de \(Ω_{\mathrm{CDM}}h^2 = 0, 120 \pm 0, 001\). Também derivamos a relação tempo-temperatura modificada e mostramos que o \(α\) positivo aumenta a temperatura do Universo inicial.

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As restrições \(^4\mathrm{He}\) e de deutério são mutuamente consistentes (\(-0.24 \lesssim \alpha \lesssim 0.12\)), enquanto \(^7\mathrm{Li}\) requer $\alpha \in [-0.76, \, -0.72]$.

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