非黏性与黏性强相互作用及电弱时期早期宇宙热力学与演化：可能的解析解

基于近期具有近似夸克味以及来自光子、中微子、轻子、电弱粒子和标量希格斯玻色子的热贡献的微扰和非微扰格点计算，各种热力学量在零净重子密度下已被计算至 TeV 尺度，即覆盖早期宇宙中的强子、QGP 和电弱（EW）相。这一显著进展促使本研究确定体黏度在早期宇宙中的可能影响，并理解其如何随历元变化。我们考虑了相对论宇宙流体的 First-order（Eckart）和 Second-order（Israel-Stewart）理论，并将黏性状态方程积分到 Friedmann 方程中。得到非线性非齐次微分方程作为解析解。对于 Israel-Stewart，微分方程非常复杂难以求解。此处将其概述为未来研究的路线图。对于 Eckart 理论，唯一可能的解是函数关系 $H(a(t))$，其中 $H(t)$ 为哈勃参数，$a(t)$ 为尺度因子，但迄今为止它们均无法直接用固有时间或宇宙时间 $t$ 表示。对于 Eckart 型黏性背景，特别是在有限宇宙常数下，得到了非奇异的 $H(t)$ 和 $a(t)$，其中 $H(t)$ 在 QCD/EW 和渐近 EoS 下发散。对于非黏性背景，$H(a(t))$ 的依赖是单调的。对于理想 EoS 可得出相同结论。我们还得出结论：在零和有限宇宙常数下，$H(a(t))$ 随 $a(t)$ 增加的下降速率随历元不同而变化。这些结果显然有助于增进我们对核合成和宇宙大尺度结构的理解。