动态真空宇宙中的粒子与熵产生

我们在动态真空宇宙学背景下研究粒子产生及相应的熵增。我们聚焦于被称为“动态真空模型”（running vacuum model, RVM）的特定形式，该模型已知能以与标准 $\Lambda$CDM 模型相竞争的水平成功描述当前的整体观测结果。它还为宇宙历史提供了一种优雅的全局解释，从极早期宇宙的非奇异初态一直延续到我们的时代，并进一步进入最终的德西特时期。该模型没有视界问题，并为早期暴胀及其优雅退出提供了替代解释，同时为产生当前宇宙的巨大熵提供了一个强有力的机制。由于粒子的产生或湮灭，物质的能量-动量张量在此背景下通常不守恒。我们分析了 RVM 中粒子与熵产生的一般热力学方面。我们首先研究了早期宇宙和晚期宇宙共动体积内粒子的熵。然后，为了获得更物理的解释，我们关注来自宇宙表观视界、其内部及其表面的熵贡献。通过将内部体积熵与视界上的熵相结合，我们以详细的计算阐明了 RVM 宇宙的熵演化是否满足广义热力学第二定律。我们发现它确实满足，并证明了其根本原因在于正宇宙学常数的存在。