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带边界的Einstein静态宇宙热力学

广义相对论与量子宇宙学 2026-03-17 v7

摘要

de Sitter状态和静态Einstein宇宙是唯一具有恒定标量里奇曲率的状态。此前已证明,de Sitter状态的这种唯一对称性导致其具有特殊的热力学特性,这些特性由局部温度决定,T=1/(πR)T=1/(\pi R),其中RR为宇宙学视界的半径。那么静态宇宙会怎样呢?我们考虑原始的Einstein宇宙,即后来引入的椭圆宇宙R×S3R\times S^3的一半。形式上,原始Einstein宇宙在r=Rr=R处有一个边界。我们将r=Rr=R处的边界视为与热环境相连的表面。在此Einstein宇宙的实现中,其由局部温度T=1/(πR)T=1/(\pi R)描述,类似于de Sitter状态的局部温度。或者,反之,环境热浴的温度决定了宇宙的半径,R=1/(πT)R=1/(\pi T)。带边界的Einstein宇宙的热力学也类似于de Sitter状态的热力学。特别是,带边界宇宙的熵满足全息关系,S=A/4GS=A/4G,其中A=2π2R2A=2\pi^2R^2为边界的面积。这表明在热力学中,静态Einstein宇宙的物理边界在本质上起到了与宇宙学de Sitter视界相同的位置。

关键词

引用

@article{arxiv.2410.10549,
  title  = {Thermodynamics of Einstein static Universe with boundary},
  author = {G. E. Volovik},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2410.10549},
  year   = {2026}
}

备注

12 pages, no figures