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模拟过去的假设:机械宇宙学。 (英语) 兹伯利07803524

概述:宇宙学的标准模型中存在一个悖论。早期宇宙中的物质怎么会处于热平衡状态,表明熵最大,但初始状态也一直是低熵(“过去的假设”),从而支持热力学第二定律?这个问题一直备受争议,唯一的共识是重力在这个故事中扮演了一个角色,但具体机制尚未确定。本文构建了一个定义明确的力学模型来研究这一悖论。我们展示了它如何以惊人的成功再现了标准大谱宇宙学的显著特征,并用它产生了膨胀宇宙中气体统计力学的新结果。最后,我们讨论了该模型的潜在用途,包括研究过去假设所需的时间相关粗粒度熵的显式计算。

理学硕士:

第83页 相对论宇宙学
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参考文献:

[1] 华莱士,D.,《引力、熵和宇宙学:寻求清晰》,Br.J.Philos。科学。,61, 3, 513-540 (2010) ·doi:10.1093/bjps/axp048
[2] 艾伯特·D·Z:时间与机遇。哈佛大学出版社,马萨诸塞州剑桥(2000)。doi:10.2307/j.ctvjsf57g·Zbl 0983.00016号
[3] 彭罗斯,R.,《奇点与时间不对称》(1980),牛津:牛津大学出版社,牛津
[4] 罗维利:过去的低熵在哪里?熵21(5),466(2019)doi:10.3390/e2105466arXiv:1812.03578
[5] Earman,J.,“过去的假设”:甚至不假,研究历史。菲洛斯。科学。B、 37、3、399-430(2006)·Zbl 1223.82004号 ·doi:10.1016/j.shpsb.2006.03.002
[6] 布兰登,FGSL;Plenio,MB,纠缠理论和热力学第二定律,自然物理学。,4, 11, 873-877 (2008) ·doi:10.1038/nphys1100
[7] Gemmer,J.、Michel,M.、Mahler,G.:《量子热力学:复合量子系统中热力学行为的出现》,第784卷。施普林格,柏林(2009)。文件编号:10.1007/b98082·Zbl 1221.81002号
[8] Padmanabhan,T.:引力系统的统计力学:综述(2008)arXiv:0812.2610
[9] 青木,S。;Kawana,K.,《熵及其在膨胀宇宙中的守恒》,国际期刊Mod。物理学。A、 38、14、2350072(2023年)·doi:10.1142/S0217751X23500720
[10] Frautschi,S.C.:膨胀宇宙中的熵。摘自:第十届夏威夷高能物理专题会议(1981年)。doi:10.1126/science.217.4560.593
[11] Lineweaver,CH;埃根,CA,《生命,重力和热力学第二定律》,《物理学》。生活评论,5,4,225-242(2008)·doi:10.1016/j.plrev.2008.08.002
[12] 伯克希尔哈撒韦;戴普,DJ;史密斯,JD;戴克,C.,《熵、信息与进化:物理与生物进化的新视角》,23-40(1988),剑桥:麻省理工学院出版社,剑桥
[13] 莱泽,D.,《宇宙生成:宇宙秩序的增长》(1990),纽约:美国牛津大学出版社,纽约
[14] 通用汽车公司Kremer;Devecchi,FP,《二维宇宙模型中相对论气体的热力学和动力学理论》,Phys。D版(2002年)·doi:10.1103/physrevd.65.083515
[15] Kremer,GM,引力场中相对论性气体混合物的扩散,《物理学A》,393,76-85(2014)·Zbl 1395.82207号 ·doi:10.1016/j.physa.2013.09.019
[16] Haba,Z.,扩散DM/DE系统的热力学,Gen.Relat。重力。(2017) ·兹比尔1380.83303 ·doi:10.1007/s10714-017-2224-9
[17] 丁达尔,J。;Torres-Rincon,JM;罗斯,JB;Petersen,H.,Friedmann-Robertson-Walker度量中传输方法中膨胀气体的平衡和冻结,Phys。莱特。B、 770532-538(2017)·doi:10.1016/j.physletb.2017.04.080
[18] Zimdahl,W.,《宇宙学粒子产生和广义热力学平衡》,《物理学》。D版,57、4、2245-2254(1998年)·doi:10.1103/physrevd.57.2245
[19] Padmanabhan,T.:引力的热力学方面:新的见解。代表程序。物理学。73, 046901 (2010). doi:10.1088/0034-4885/73/4/046901arXiv:0911.5004
[20] Hu,BL,经典物质的重力和非平衡热力学,国际期刊Mod。物理学。D、 20,5697-716(2011)·Zbl 1227.83007号 ·doi:10.1142/s0218271811019049
[21] Oppenheim,J.,《引力系统的面积标度熵》,Phys。修订版D,650024020(2001)·doi:10.1103/PhysRevD.65.024020
[22] Arnowitt,R。;Deser,S。;米斯纳,CW,再版:广义相对论动力学,Gen.Relat。重力。,40, 9, 1997-2027 (2008) ·Zbl 1152.83320号 ·doi:10.1007/s10714-008-0661-1
[23] Corichi,A.,Nüñez,D.:ADM形式主义简介。修订版墨西哥财政部。37、720-747(1991)arXiv:2210.10103·Zbl 1291.83025号
[24] Bojowald,M.,《量子宇宙学:综述》,众议员进展。物理。,78, 2 (2015) ·doi:10.1088/0034-4885/78/2/023901
[25] 贝雷多·佩克索托,G。;伊利诺伊州夏皮罗;Sobreira,F.,具有相对论气体的简单宇宙模型,Mod。物理学。莱特。A、 20、35、2723-2734(2005)·Zbl 1075.83575号 ·doi:10.11142/s02177332305018104
[26] Jüttner,F.,《相对论中的最大压力》,Ann.Phys。,339, 5, 856-882 (1911) ·doi:10.1002/和p.19113390503
[27] 哈基姆,R。;Sivak,HD,相对论统计力学,简要概述,AIP Conf.Proc。,841, 1, 63-99 (2006) ·Zbl 1129.83003号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.2218169
[28] Israel,W.,《简单气体的相对论动力学理论》,J.Math。物理。,4, 9, 1163-1181 (2004) ·数字对象标识代码:10.1063/1.1704047
[29] 阿贝伦,J。;纳瓦罗,A。;Alvarez,E.,热力学和宇宙学。(相对论气体膨胀),J.Phys。A、 10、7、129-130(1977年)·doi:10.1088/0305-4470/10/7/001
[30] 舒克,EL;Spiegel,EA,热力学和宇宙学,天体物理学评论。太空物理学。,2, 121 (1970)
[31] JM斯图尔特;MacCallum,MAH;Sciama,DW,热力学和宇宙学,评论天体物理学。太空物理学。,2, 206 (1970)
[32] 杜,Y。;黄,F。;李,H-L;李,Y-Z;Yu,J-H,通过相空间分布重温暗物质冻结和冻结,J.Cosmol。天体粒子物理学。,2022, 4, 012 (2022) ·Zbl 1506.83018号 ·doi:10.1088/1475-7516/2022/04/012
[33] Šafránek,D.,Aguirre,A.,Schindler,J.,Deutsch,J.M.:观测熵简介。已找到。物理学。51(5),101(2021)10.1007/s10701-021-00498-x arXiv:2008.04409·Zbl 1476.82001年
[34] 萨夫拉内克,D。;Deutsch,JM;Aguirre,A.,《量子粗粒度熵和热力学》,物理学。版本A(2019)·doi:10.10103/千年发展目标.99.010101
[35] Buscemi,F.、Schindler,J.、Šafránek,D.:观测熵、粗粒度状态和Petz恢复图:信息理论性质和界限。新J.Phys。25(5),053002(2023)doi:10.1088/1367-2630/accd11arXiv:2209.03803
[36] 吉本斯,GW;霍金,西南;Stewart,JM,所有宇宙集合的自然度量,Nucl。物理学。B、 281736(1987)·doi:10.1016/0550-3213(87)90425-1
[37] Gibbons,G.W.,Turok,N.:宇宙学中的测量问题。物理学。Rev.D 77(6)(2008)doi:10.1103/physrevd.77.063516
[38] 希夫林,JS;瓦尔德,RM,宇宙学中的测度与概率,物理学。D版(2012年)·doi:10.1103/physrevd.86.023521
[39] Sloan,D.,标量场和FLRW奇点,Class。数量。重力,36,23(2019)·Zbl 1478.83268号 ·doi:10.1088/1361-6382/ab4eb4
[40] 雷曼,G.N.,卡罗尔,S.M.:标量场宇宙学中的吸引子解。物理学。修订版D 88,083518(2013)doi:10.103/物理修订版D 88.083518 ar Xiv:1309.2611
[41] Corichi,A。;斯隆,D.,《通货膨胀吸引子及其测度》,类。数量。重力,31,6,062001(2014)·Zbl 1292.83057号 ·doi:10.1088/0264-9381/31/6/062001
[42] 莱泽:关于牛顿宇宙学的意义。阿童木。J.59,第268-270页(1954)59,268-270(1954年)doi:10.1086/107226
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