Holografisk kosmologisk model og termodynamik på universets horisont

Universets ekspansion har optaget astronomers og astrofysikeres sind i årtier. Blandt de kosmologiske modeller, der er blevet foreslået gennem årene, Lambda cold dark matter (LCDM) modeller er de enkleste modeller, der kan give elegante forklaringer på universets egenskaber, f.eks., den hurtige ekspansion af det sene univers og strukturelle formationer. Imidlertid, LCDM -modellen lider af flere teoretiske vanskeligheder, såsom det kosmologiske konstante problem. For at løse disse vanskeligheder, alternative termodynamiske scenarier er for nylig blevet foreslået, der udvider begrebet termodynamik af sorte huller.

"Tidligere forskning indebærer, at en bestemt type univers vil opføre sig som et almindeligt makroskopisk system. Universets udvidelse anses sandsynligvis for at være relateret til termodynamik i dets horisont, baseret på det holografiske princip, "forklarer undersøgelsens forfatter, Kanazawa Universitets Nobuyoshi Komatsu.

"Jeg betragtede en kosmologisk model med en magtlovsbetegnelse, forudsat anvendelse af den holografiske udstyrslov. Magtlovens udtryk er proportional med H ^α , hvor H er Hubble -parameteren og α anses for at være en gratis parameter ( α kan være relateret til sammenfiltring af kvantefelterne tæt på horisonten). "

"Jeg brugte den foreslåede model til at studere de termodynamiske egenskaber ved universets horisont, med fokus på udviklingen af ​​Bekenstein-Hawking-entropien. Jeg fandt ud af, at modellen opfylder termodynamikkens anden lov i horisonten, "siger lektor Komatsu.

"Ud over, Jeg brugte modellen til at undersøge de afslapningslignende processer, der opstår før den sidste fase af universets udvikling og dermed muliggøre undersøgelse af maksimalisering af entropien. "

"Figur 1 viser grænserne for maksimalisering af entropien i ( α , ψ) fly. Her, ψ repræsenterer en type densitetsparameter for den effektive mørke energi. Oversiden af ​​hver grænse svarer til det område, der opfylder betingelserne for maksimalisering af entropien. For eksempel, punktet for den finjusterede LCDM-model viser sig at opfylde betingelserne for maksimalisering af entropien på nuværende tidspunkt. Ud over, regionen tæt på dette punkt opfylder også betingelserne for maksimalisering af entropien, både på nuværende tidspunkt og i fremtiden. Kosmologiske modeller i denne region vil sandsynligvis blive begunstiget ud fra et termodynamisk synspunkt, "siger lektor Komatsu.

Ud over de rapporterede resultater af undersøgelsen, det er håbet, at den udviklede model vil tjene til at muliggøre diskussion og analyse af den brede vifte af aktuelt tilgængelige kosmologiske modeller ud fra et termodynamisk perspektiv.