基于因果粘滞理论的体粘滞物质与宇宙近期加速

在宇宙近期加速的背景下，利用完整的因果 Israel-Stewart 理论对体粘滞压强的演化进行了分析，研究了体粘滞物质主导宇宙的演化。体粘滞的形式取为 $\xi=\alpha\rho^{1/2}$。我们求得了 Hubble 参数和宇宙尺度因子的解析解。利用 Ia 型超新星观测数据计算了模型参数。获得了重要宇宙学参数的演化。对于最佳估计的模型参数，宇宙的年龄小于观测值。粘滞物质在早期演化阶段表现得像刚性流体，随后在后期演化为负压流体。发现状态方程趋于稳定且其值 $\omega >-1$，因此，该模型在演化过程中未表现出任何幽灵行为。该模型满足局域及广义热力学第二定律，而此前许多人已证明在 Eckart 形式体系中局域第二定律会被破坏。状态因子几何诊断表明，本模型不同于宇宙的标准 $\Lambda$CDM 模型。与使用 Eckart 方法的对应模型相比，本模型中一个显著差异是体粘滞随宇宙膨胀而减小，而在 Eckart 形式体系中，它从早期宇宙的负值向正值增加。