体粘性物质与宇宙近期加速

我们考虑一个由体粘性物质主导的宇宙学模型，其总体粘性系数与宇宙膨胀的速度和加速度成正比，即 $\zeta=\zeta_{0}+\zeta_{1}\frac{\dot{a}}{a}+\zeta_{2}\frac{\ddot{a}}{\dot{a}}$。我们表明，在体粘性系数 ($\zeta_{0}$, $\zeta_{1}$, $\zeta_{2}$) 中存在两个极限条件，对应于一个起源于大爆炸、随后经历早期减速阶段，然后平滑过渡到加速阶段的宇宙。我们利用 Ia 型超新星数据对模型进行了约束，评估了两种极限条件下所有体粘性参数和哈勃参数的最佳估计值。我们发现，尽管宇宙学参数的演化在两种极限情况下总体不同，但在两种极限条件的参数最佳估计值下，它们表现出相同的行为。对于第一种极限条件，若 $\tilde{\zeta}_{0}+\tilde{\zeta}_{1}>1$，则会发生近期加速；对于第二种极限条件，若 $\tilde{\zeta}_{0}+\tilde{\zeta}_{1}<1$，则会发生近期加速。该模型预测的宇宙年龄小于最古老银河球状星团所预测的年龄。总体的体粘性在过去似乎为负，并在 $z\leq0.8$ 时变为正。因此，该模型违反了局部热力学第二定律。然而，该模型在宇宙整个演化过程中的表观视界处满足广义热力学第二定律。我们还对该模型进行了 statefinder 分析，发现它目前与标准的 $\Lambda$CDM 模型有明显区别，但在演化的遥远未来显示出 de Sitter 型行为。