中文

从热力学第一定律推导具有$\Lambda$的耗散宇宙模型

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-30 v2 宇宙学与河外天体物理 高能物理 - 唯象学

摘要

我们在应用热力学第一定律及与Bekenstein--Hawking熵成正比的有效熵(用于物质生成宇宙学)后,现象性地推导了一个包含常数项Λ/3\Lambda/3和耗散驱动项β(2H2+H˙)\beta (2 H^{2} + \dot{H})的宇宙模型。其中,HH, H˙\dot{H}, 和 β\beta分别为哈勃参数、HH的时间导数以及用于有效熵的无量纲系数。耗散项与里奇标量曲率成正比,表明动力学压强具有相同的依赖关系。我们检查了该模型在晚期宇宙中的背景演化及其视界热力学。该模型在β<0.5\beta <0.5时支持从减速宇宙向加速宇宙的转变。视界上第二定律始终满足,最终阶段熵最大化亦成立。此外,我们采用新牛顿方法应用于该模型,研究与结构形成相关的一阶密度扰动。我们通过三类观测数据、转移约束及热力学约束对该模型进行约束分析,发现弱耗散且具有Λ\Lambda的宇宙模型最可能被选中,并且与我们的宇宙一致。我们还讨论了在等熵物质生成假设下,由于等熵粒子生成导致的不可逆熵。

关键词

引用

@article{arxiv.2512.19911,
  title  = {Dissipative cosmology with $\Lambda$ from the first law of thermodynamics},
  author = {Nobuyoshi Komatsu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2512.19911},
  year   = {2026}
}

备注

Several sections are revised and Section 7 is added. [23 pages, 8 figures, and 1 table]