温暴涨宇宙模型的不可逆热力学描述
广义相对论与量子宇宙学
2020-05-19 v1 宇宙学与河外天体物理
高能物理 - 理论
摘要
我们利用具有物质产生/湮灭的开放系统不可逆热力学，在温暴涨模型的框架下研究了标量场与辐射之间的相互作用。我们将标量场与辐射视为均匀、空间平坦且各向同性的Friedmann-Robertson-Walker(FRW)宇宙中一个相互作用的双组分宇宙流体。将开放系统热力学与引力场方程一并应用于该双组分宇宙流体，导致了对基本标量场-辐射相互作用模型的推广；该模型是温暴涨模型的理论基础，其中衰变(产生)压强被显式地视为宇宙流体能量-动量张量的一部分。我们详细考虑了描述相干振荡标量波、具有常势的标量场以及具有Higgs型势的标量场的具体模型。对每种情形，我们都获得了带标量场-辐射相互作用的引力场方程的精确与数值解，并展示了从加速暴涨相到减速相的过渡。我们还将带不可逆物质产生的温暴涨场景的理论预言与Planck 2018观测数据进行了详细比较，并得到了模型自由参数的约束。
引用
@article{arxiv.2003.02257,
title = {Irreversible thermodynamical description of warm inflationary cosmological models},
author = {Tiberiu Harko and Haidar Sheikhahmadi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2003.02257},
year = {2020}
}
备注
33 pages, 22 figures, accepted for publication in Physics of the Dark Universe