Cosmological Aspects of Fuzzy Dark Matter

Il modello Lambda-CDM, attualmente utilizzato in cosmologia, descrive perfettamente l'Universo su larga scala, ma fallisce nel descrivere alcune proprietà delle strutture più piccole (< 10-100 kpc). La Fuzzy Dark Matter è un modello alternativo, basato sull'assunzione che la materia oscura sia costituita da particelle così leggere che la loro lunghezza d'onda di De Broglie sia di qualche kpc. In questa tesi vengono presentati e calcolati tramite simulazioni numeriche i vincoli sulla massa delle particelle di Fuzzy Dark Matter necessari a rendere il modello compatibile con la Foresta di Lyman-alpha e a risolvere il Missing-Satellite Problem (e quindi la crisi su piccole scale). Infine, si conclude che il modello non è in grado di soddisfare etrambi i vincoli, e va quindi modificato o rigettato. The Lambda-CDM model, currently used in cosmology, perfectly describes the Universe on large scale, but fails in describing some properties of the smallest structures (< 10-100 kpc). Fuzzy Dark Matter is an alternative model, based on the assumption that the Dark Matter is constitued of extremely light particles, so that their De Broglie wavelength is about a kpc. In this thesis the constraints on the mass of the Fuzzy Dark Matter particles given by the Lyman-alpha Forest and the Missing-Satellite Problem (and thus by the small-scale crisis) are presented and calculated through numerical simulations. Finally, it is concluded that the model is not able to satisfy both the constraints, and thus has to be modified or rejected.