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暗能量密度与 IS(Israel-Stewart)体黏性模型

广义相对论与量子宇宙学 2024-09-10 v2 高能物理 - 理论

摘要

我们研究作为宇宙流体的暗能量体黏性模型的热力学。在这方面,Eckart 与 Israel-Stewart(IS)两种理论是我们工作的基础。因此,我们首先研究暗能量体黏性模型中宇宙流体的热力学及一般关系。随后,我们给出 Eckart 理论的热力学关系。基于 Eckart 理论的基本方程与 Friedmann 方程,我们考虑两种状态:其一为 p=ρp=-\rho(标准),另一为 pρp\neq-\rho(非标准)。在标准态下,我们根据宇宙时间定义宇宙流体的压强 (p)(p)、能量密度 (ρ)(\rho) 与体黏性系数 (ξ)(\xi),并得到其关系。我们还指出,在此标准态中,由于 p=ρp=-\rhoa(t)a(t) 的值为零,故 a(t)a(t) 在该态中无定义。但在非标准情形 (pρ)(p\neq-\rho) 下,体黏性系数 (ξ)(\xi) 为零,仅定义宇宙流体的尺度因子、压强与能量密度。我们还考虑常体与变体黏性系数两种状态,并依据宇宙时间得到三个 Hubble 常数参数与尺度因子,以及关于尺度因子的能量密度。在变体黏性系数状态下,我们将黏性系数取为能量密度的幂律形式 (ξ=αρs)(\xi=\alpha\rho^{s}),其中 α>0\alpha>0 且为常数。随后,我们讨论宇宙流体的耗散效应,并考察暗能量在 Israel-Stewart(IS)理论中的能量密度效应。结果以表(1)和(2)两张表全面呈现。

关键词

引用

@article{arxiv.2212.03818,
  title  = {Dark Energy Density and IS (Israel-Stewart) Bulk Viscosity Model},
  author = {S. Davood Sadatian and A. Saburi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2212.03818},
  year   = {2024}
}

备注

28 pages, 11 figurs, 2 tables