修正 $f(R,T)$ 引力中具有粒子创生的 Friedmann 宇宙学

我们在平坦 Friedmann-Robertson-Walker 线元的框架下，在修正 $f(R,T)$（$R$ 为 Ricci 标量，$T$ 为能量 - 动量张量的迹）引力理论中，研究了允许粒子创生的开放系统热力学的理论与观测后果。假设了一个最简单的特定模型 $f(R,T)=R+2f(T)$ 和"gamma 定律"物态方程 $p=(\gamma-1)\rho$，以探索粒子创生在宇宙早期和晚期演化中的作用。通过考虑自然现象学粒子创生率 $\psi=3\beta nH$（其中 $\beta$ 是一个量级为 1 的纯数），针对 $0\leq \gamma \leq 2$ 提出了一个幂律膨胀模型。对于 $\gamma<0$，观察到了大撕裂（Big Rip）奇点，这描述了幻影宇宙学。我们观察到，宇宙的加速膨胀是由粒子创生驱动的，无需任何奇特的"精质"成分或宇宙学常数。研究还发现，由于粒子创生，密度参数表明模型变为负曲率，且熵随宇宙演化而增加。我们详细讨论了诸如回溯时间、光度距离、固有距离、角直径与红移等运动学测试，以观察粒子创生在宇宙早期和晚期演化中的作用。