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分数熵的宇宙学模型热力学行为

广义相对论与量子宇宙学 2026-04-21 v1 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们研究了受分数熵控制的宇宙学模型的热力学与现象学含义。该模型适用于平坦Friedmann-Lema\^{i}tre-Robertson-Walker(FLRW)宇宙的 apparent horizon。通过利用热力学统一定律结合Kodama-Hayward温度,我们推导了以分数参数 α(1,2]\alpha \in (1,2] 为特征的广义Friedmann方程组。热力学分析表明,比热 CVC_VCpC_p 具有相同的符号且仅取决于减速参数,表明分数模型在晚期加速膨胀期间是热力学稳定的,且不存在相变。为约束背景动力学,我们将截断的分数模型与最新的late-time观测数据相结合,包括Cosmic Chronometers、Pantheon+SH0ES超级星系树系以及最新的DESI DR2双曲声振动。探索物理动机范围 1<α21 < \alpha \leq 2,发现随着 α\alpha 从广义相对论极限降低,拟合质量逐渐恶化,而数据偏好接近2的 α\alpha,给出 H0=69.50±0.42H_0 = 69.50 \pm 0.42 km/s/Mpc 和 Ωm0=0.292±0.008\Omega_{m0} = 0.292 \pm 0.008 。降低 α\alpha 使 H0H_0 向上移动并使 Ωm0\Omega_{m0} 向下移动,揭示分数参数以一种物理上非平凡且可观测区别的方式调制背景膨胀。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.17682,
  title  = {Thermodynamic behavior of cosmological models with fractional entropy},
  author = {Miguel Cruz and Diego da Silva and Simón González and Samuel Lepe and Joel Saavedra and Manuel Gonzalez-Espinoza},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.17682},
  year   = {2026}
}

备注

15 pages, 6 figures