Equipartition of energy and the first law of thermodynamics at the apparent horizon
本文将全息原理和能量均分定律应用于Friedmann-Robertson-Walker宇宙的视视界，导出了描述宇宙动力学的Friedmann方程。我们还证明了能量均分定律在表观视界上可以解释为热力学热力学第一定律。
2011-03-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Planckian corrections to the Friedmann flat equations from thermodynamics at the apparent horizon
在本文中，我们使用我们最近推广的黑洞熵公式，提出一个量子版本的弗里德曼方程。特别是，从热力学热力学第一定律的微分形式出发，我们能够找到对弗里德曼平坦方程的普朗克（非对易）修正。这样修改的方程在形式上类似于高斯-邦纳引力中的方程，但在普通的3+1维中。作为这些修正的结果，通过考虑量子场论所允许的内能的负涨落，我们的方程意味着能量密度$ρ$和哈勃流$H$都有一个最大值，即大爆炸被排除。相反，通过考虑正量子涨落，我们发现$ρ$和$H$没有最大值。然而，通过从早期的能量密度$ρ\sim 1/t^2$开始，我们得到了一个标度因子$a(t)\sim e^{\sqrt{t}}$的值，这意味着在$t=0$处存在一个有限的普朗克宇宙，即点状大爆炸奇点被一个在$t=0$处具有普朗克尺寸的宇宙所取代。最后，我们找到了可能的高阶Planckian项，我们的广义Bekenstein-Hawking熵的相关修正。
2016-01-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Horizon thermodynamics and cosmological equations: A holographic-like connection between thermostatistical quantities on a cosmological horizon and in the bulk
本研究探讨了宇宙学视界上的热统计量与体中有效能量之间的类全息联系，通过将Helmholtz自由能与Friedmann方程等效并应用Padmanabhan全息均分定律，为视界热力学与宇宙学方程的关系提供了新见解。
2023-07-23 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Relativistic effects in galaxy clustering in a parametrized post-Friedmann universe
我们探讨的签名的精髓和修改后的引力理论在相对论描述的星系团在一个参数化后弗里德曼框架。为此，我们开发了一种校准方法，以始终占地平线尺度效应的线性参数化后弗里德曼扰动的最小和非最小耦合标量张量理论和测试它对完整的模型特定的波动。我们进一步研究了Dvali-Gabadadze-Porrati膜世界模型的正常分支和自加速分支以及引力的唯象修正在星系团簇中的相对论效应。我们通过计算速度-物质密度比F、速度贡献R和潜在贡献P来量化修改后的引力和暗能量模型对星系聚类的影响，并估计它们在未来星系调查中的可探测性。我们的研究结果表明，在一般情况下，相对论修正包含额外的信息重力和暗能量，这需要考虑在一致的地平线尺度的测试偏离LCDM使用星系密度场。
2013-10-26 astro-ph.CO gr-qc
Building non commutative spacetimes at the Planck length for Friedmann flat cosmologies
我们提出了物理动机的时空不确定性关系（STUR）平坦的弗里德曼-勒梅特宇宙学。我们表明，这些STUR的物理特征关键取决于粒子视界是否存在。特别是，当这种情况下，我们推导出存在一个最大值的哈勃速率（或等效的物质密度），从而提供了一个指示，量子效应可以排除一个点状大爆炸奇点。最后，我们用希尔伯特空间上的算符构造了相应的量子弗里德曼时空的具体实现。
2014-08-29 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Non-adiabatic-like accelerated expansion of the late universe in entropic cosmology
在“熵宇宙学”中，考虑到宇宙视界的熵和温度，在弗里德曼方程和加速度方程中增加了一个额外的驱动项，而不是宇宙学常数$Λ$。利用修正的Friedmann方程和加速方程，研究了熵宇宙学中的类非绝热加速膨胀。在这项研究中，我们考虑一个均匀的，各向同性的，空间平坦的宇宙，专注于单流体（单组分）占主导地位的宇宙在后期。为了研究晚期宇宙的性质，我们求解了修正的弗里德曼方程和加速方程，忽略了早期宇宙的高阶修正。我们从热力学热力学第一定律推导出连续性（守恒）方程，假设视界上的熵和温度引起非绝热膨胀。利用连续性方程，我们制定了广义弗里德曼和加速方程，并提出了一个简单的模型。通过光度距离，它表明，简单的模型符合观测到的宇宙加速膨胀和微调的标准$Λ$ CDM（λ冷暗物质）模型。然而，我们发现，简单模型的熵的增加可能是均匀的，而标准的$Λ$ CDM模型的熵的增加是逐渐缓慢的，特别是在目前的时间。换句话说，与标准$Λ$ CDM模型的预测不同，简单模型预测当前时间不是特殊时间。
2013-02-09 astro-ph.CO
Can a primordial black hole or wormhole grow as fast as the universe?
这篇评论涉及的问题是否有物理现实的自相似的解决方案，其中一个原始的黑洞是附加到一个精确的或渐近弗里德曼模型的状态方程的形式$p=(γ-1)ρc^2$。在正压情形（$1 < γ< 2$）中，当黑洞通过一个音速点附着在一个精确的弗里德曼背景上时，不存在这样的解。然而，有人声称，有一个单参数家庭的渐近弗里德曼黑洞解提供的黑洞的大小比宇宙学视界的大小是在一个狭窄的范围内超过一些临界值。也有“普适”黑洞，其中的黑洞有一个明显的视界，但没有事件视界。事实证明，这两种类型的解决方案只是渐近{ \it quasi}-弗里德曼，因为他们包含一个立体角赤字在大的距离，但他们不一定排除观测。我们还考虑了在标量场支配的宇宙中自相似黑洞解的可能性。如果场是无质量的，情况类似于刚性流体的情况，所以任何黑洞解都是人为的，尽管可能仍然存在普适的黑洞解。如果标量场像精粹情形那样，沿着势向下滚动，因而具有质量，那么情况就不那么清楚了。虽然没有明确的渐近弗里德曼黑洞解是已知的，他们不排除和比较与$0 < γ< 2/3$完美流体的情况表明，他们应该存在，如果黑洞不是太大。这意味着，在某些情况下，黑洞可能会以与精粹主导的宇宙中的宇宙视界一样快的速度增长，支持了这样一种假设，即吸积到原始黑洞上可能在星系核中的超大质量黑洞的产生中发挥了作用。
2010-03-17 astro-ph.CO gr-qc
Friedmann equations from nonequilibrium thermodynamics of the Universe: A unified formulation for modified gravity
受Wald-Kodama熵$S=A/(4G_{\text{eff}})$的启发，其中$A$是视界面积，$G_{\text{eff}}$是修正引力场方程$R_{μν}-Rg_{μν}/2=$ $8πG_{\text{eff}} T_{μν}^{\text{(eff)}}$中的有效引力耦合强度，我们发展了一个统一而紧凑的公式，其中Friedmann方程可以从宇宙热力学导出.用$G_{\text{eff}}$代替牛顿常数$G$，推广了Hawking和Misner-Sharp质量，并在平衡态热力学第一定律的基础上增加了一个非平衡态能量耗散项$\mathcal{E}$，该项来源于修正的理想流体有效物质含量连续性方程，与$G_{\text{eff}}$的演化有关.通过将质量确定为总内能，内部的统一第一定律及其到视视界的平滑过渡产生了两个弗里德曼方程，而等容过程的熵产生的非平衡克劳修斯关系提供了视界上的另一种推导。我们还分析了平衡情况$G_{\text{eff}}=G=\text{constant}$，提供了一个可行性测试的广义几何质量，并讨论了连续性/守恒方程。最后，将一般公式应用于最小耦合$f(R)$、广义Brans-Dicke、标量张量变色龙、二次、$f(R,\mathcal{G})$广义Gauss-Bonnet和动力学Chern-Simons引力的FRW宇宙学。在这些理论中，我们还分析了…
2014-10-28 astro-ph.CO gr-qc
Thermodynamics of general scalar-tensor theory with non-minimally derivative coupling
利用通常的熵和视视界温度的定义，讨论了一般标量-张量引力理论中，在标量场与爱因斯坦张量非极小耦合的动力学项下，视视界热力学第一定律.通过引入一个与视视界上Misner-Sharp质量相等的类质量函数，证明了视视界上的热力学热力学第一定律与一般模型的Friedmann方程之间的等价性.结果进一步支持了热力学热力学第一定律与Friedmann方程之间的普适关系。
2016-02-02 astro-ph.CO gr-qc hep-th
On the magnetic evolution in Friedmann universes and the question of cosmic magnetogenesis
我们分析了原始磁场在空间平坦的弗里德曼宇宙的演变，并重新考虑的信念，通货膨胀后，这些领域的衰减在所有尺度上。在不放弃经典电磁学或标准宇宙学的前提下，我们证明了对于超视界大小的磁场，情况未必如此。这背后的原因是因果关系，它将后暴胀过程中的电流形成、电场消除和磁通冻结限制在视界内。因此，绝热磁衰变在超哈勃尺度上并不是先验保证的。相反，在暴胀之后，大尺度磁场服从幂律解，其中一种模式以比绝热模式慢的速率下降。这种缓慢衰减的模式是否能够主导和支配暴胀后的磁场演化取决于初始条件。这些是由膨胀期间场的演化以及从德西特阶段到再加热时代，然后到随后的辐射和尘埃时代的过渡性质决定的。我们讨论了两种替代和互补的方案，以说明宇宙磁场的初始条件的作用和影响。我们的主要主张是，磁场在暴胀后可以被超光速放大，只要它们保持在视界之外。这意味着暴胀产生的场可以达到与天体物理学相关的剩余强度，而不会脱离标准物理学。此外，使用相同的因果关系论点，人们可以限制（或在某些情况下帮助）原始磁场的非传统场景，这些场景在膨胀期间放大了它们的场。最后，我们表明，我们的结果自然延伸到边缘开放和边缘封闭的弗里德曼宇宙。
2016-12-21 astro-ph.CO gr-qc
Revisited apparent horizon entropy and GSL in modified gravity
University of Kurdistan（库尔德斯坦大学）
提出修正引力中表观视界熵的通用形式，从修正弗里德曼方程导出包含积分项的熵公式，并应用于f(T)和f(R)引力模型，发现该熵可改善某些模型在晚期对广义第二定律的满足程度。
2026-06-08 astro-ph.CO gr-qc
Centenary of Alexander Friedmann's Prediction of the Universe Expansion and the Quantum Vacuum
我们回顾了从远古时代到阿尔伯特·爱因斯坦的宇宙的主要科学图像，并强调所有这些图像都将宇宙视为具有不变物理特性的静止系统。与此相反，100年前，亚历山大·弗里德曼预测宇宙从无限大的能量密度开始膨胀。我们简要地讨论了这一预言的物理意义和它的实验证实，包括遥远星系光谱红移和遗迹辐射的发现。在提到热宇宙理论中的视界问题之后，我们考虑了暴胀模型与量子真空概念的联系，作为暴胀子场的替代。宇宙的加速膨胀被讨论为源自量子真空的宇宙学常数提供动力。得出的结论是，由于亚历山大·弗里德曼的宇宙膨胀的预测从根本上改变了我们的世界图片相比，以前的时代，他的名字应该放在同等的托勒密和哥白尼的名字。
2022-11-18 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Kruglov-entropy cosmology from apparent-horizon thermodynamics: background dynamics and observational constraints
The Institute for Fundamental Study “The Tah Poe Academia Institute”, Naresuan University（那莱苏安大学基础研究院“塔波学术院”）；NAS, Centre for Theoretical Physics & Natural Philosophy, Mahidol University（马希隆大学自然与科学研究中心理论物理与自然哲学中心）；Department of Physics, Naresuan University（那莱苏安大学物理系）
本研究比较了由Kruglov非加性熵的两种热力学实现导出的宇宙学模型，发现模型I被观测数据强烈否定，而模型II接近标准宇宙学，表明熵纳入方式对宇宙学模型可行性至关重要。
2026-09-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Entropy, energy and temperature-length inequality for Friedmann universes
在本文中，我们继续研究我们修改的黑洞熵公式在膨胀时空中的物理后果。特别是，我们将新的公式应用于弗里德曼膨胀宇宙的零，负和正的空间曲率的表观视野。作为第一个结果，我们发现，除了静态爱因斯坦解，唯一的弗里德曼时空常数（零）内能是零空间曲率。这是因为在计算内能$U$时，非零哈勃流的贡献必须加到通常的Misner-Sharp能量上，对于零曲率时空，$U$的值为零。当存在曲率时，这一事实不成立。通过对自由能$F$的分析，得到了正确的结果：$F$只对处于等温平衡的物理系统是定态的，即一个deSitter膨胀宇宙.这个结果使我们能够追溯到一个物理上合理的假设，关于我们宇宙早期和晚期德西特阶段的起源。最后，我们推导出一个有趣的温度-长度不等式，类似于普通量子力学的时间-能量不确定性，但用温度代替时间坐标。值得注意的是，这种关系与引力常量$G$无关，因此也可以在非引力的背景下进行探索。
2016-03-07 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamics of apparent horizon in modified FRW universe with power-law corrected entropy
我们导出了修正的Friedmann方程，它对应于由视界内外量子场纠缠激发的幂律修正的熵-面积关系$S_{\rm A}=\frac{A}{4}[1-K_α A^{1-\fracα{2}}]$。我们考虑了一个非平坦的修正FRW宇宙，其中包含一个粘性暗能量与暗物质和辐射的相互作用。对于选定的模型，我们研究了熵的幂律修正项对暗能量动力学的影响。此外，我们还考察了引力热力学广义第二定律在视视界上的有效性，得出了广义第二定律对$α<2$是成立的结论。
2011-08-20 astro-ph.CO gr-qc physics.gen-ph
The Apparent (Gravitational) Horizon in Cosmology
在广义相对论中，引力视界（通常称为“视视界”）是一个假想的表面，所有零测地线都从观察者那里后退。宇宙有一个明显的（引力）视界，但与史瓦西和克尔度量中的对应物不同，它不是静态的。它可能最终变成一个事件视界--一个渐近定义的膜，永远将因果联系的事件与那些没有因果联系的事件分开--这取决于宇宙流体的状态方程。在本文中，我们研究了如何以及为什么在弗里德曼-罗伯逊-沃克度规中表现出明显的（引力）视界，以及为什么它对我们正确解释宇宙学数据变得如此关键。我们讨论了它的观测特征，并展示了它如何单独定义我们可见宇宙的适当大小。在这样做的时候，我们肯定了它的物理现实及其对宇宙学模型的影响。
2018-07-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Cosmological wormholes
从我们最近的数值研究中得到的宇宙学虫洞解的启发，我们提供了一个适用于动力学情况的虫洞的定义。我们的数值解没有类时捕获视界，但它们是虫洞，因为它们连接两个或多个渐近区域。虽然零能量条件必须违反静态虫洞，我们发现，它仍然可以满足动力学背景下。给出了两个连接两个弗里德曼宇宙的无俘获视界的宇宙学虫洞的两个解析解。
2009-03-03 astro-ph.CO gr-qc
Brans-Dicke Theory and Thermodynamical Laws on Apparent and Event Horizons
本文描述了Brans-Dicke引力理论，并通过选择幂律形式的标量场$ϕ$和常数$ω$，给出了一个特殊的解。如果我们假设第一定律和熵公式在表观地平线上，然后我们恢复弗里德曼方程。其次，在热力学热力学第一定律的假设下，给出了在事件视界上GSL有效的条件。在不使用第一定律的情况下，如果在视界上加上熵的关系，那么我们也得到了GSL在事件视界上成立的条件。GSL的有效性完全依赖于BD标量场解的模型。我们证明了在视视界上这两个过程是等价的，但在事件视界上它们是不等价的。如果第一定律在事件视界上成立，则BD解可能满足GSL，但如果第一定律不成立，则BD解不满足GSL。所以在事件视界上第一定律总是有利于GSL。在我们的有效方法中，第一定律和GSL在视视界中总是满足的，而不依赖于BD引力理论。
2010-06-14 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Cosmological perturbations in a generalised axion-like dark energy model
本文分析了广义类轴子暗能量场的宇宙学演化及其扰动，采用多流体和非绝热流体方法求解自辐射主导期以来的扰动，并探讨了模型中受观测青睐的参数。
2025-01-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
