Origin of bulk viscosity in cosmology and its thermodynamic implications
本文提出宇宙共动膨胀速度梯度导致体黏滞性的新机制，并证明含体黏滞性的宇宙演化自然满足表观视界热力学第一和第二定律，从而确立了黏性宇宙学的热力学对应关系。
2025-04-01 astro-ph.CO gr-qc
Bulk viscosity in relativistic fluids: from thermodynamics to hydrodynamics
推广的不可逆热力学方法是将耗散通量转化为非平衡热力学变量。在相对论的背景下，这自然导致了以色列和斯图尔特（1979）的理论，这是迄今为止最成功的相对论耗散理论之一。虽然该原理的普遍性使其适用于任何耗散流体，但通过动力学理论，以色列-斯图尔特理论与微观物理学的联系仅适用于理想量子气体的情况。通过执行一个方便的变量的变化，我们提供了，对于体积粘度的情况下，在扩展的不可逆热力学的基础上，一个等效的方程重新制定。这种方法将任何对体积粘度有贡献的热力学过程映射成一组化学反应，其反应坐标是描述流体元素从局部热力学平衡的位移的抽象参数。我们应用我们的新的形式主义的情况下的相对论流体，表明以色列-斯图尔特模型的体积粘度只是一个极小模型属于一个更大的类的非微扰理论的体积粘度，其中包括核反应介导的体积粘度的中子星物质作为一个特定的情况下的二阶扩展。此外，我们用具体的例子表明，我们的形式主义提供了新的方法直接计算的体积粘度，并定义了一个简单的处方，用于构建以色列-斯图尔特模型的通用体积粘性流体。
2021-04-22 astro-ph.HE gr-qc
Thermodynamics of AdS Black Holes: Central Charge Criticality
在规范-引力对偶性的背景下，我们重新考虑AdS黑洞的热力学。在这个新的设置中，宇宙学常数$Λ$和引力牛顿常数$G$都在体积上变化，我们重写的第一定律在一个新的形式包含$Λ$（与热力学压力）和中心荷$C$的对偶CFT理论和它们的共轭变量。我们得到一个新的热力学体积，反过来导致一个新的理解的范德华行为的带电AdS黑洞，其中的相变是由自由度的CFT。与“旧的”$P-V$临界性相比，这个新的临界性是“普遍的”（独立于体压），并直接涉及到双场论及其中心荷的热力学。
2021-05-05 gr-qc hep-th
String Theory Corrections to Holographic Black Hole Chemistry
本文在广义高阶导数引力理论中讨论了adS空间中热力学热力学第一定律的体解与边界解之间的联系。弦论对超引力的修正使体作用量的导数项更高，与弦论参数$α'$的不同幂成比例。宇宙学常数的变化会引起边界理论中特胡夫特耦合的变化。我们表明，为了匹配的散装第一定律和Smarr关系与边界侧需要包括的变化$α'$在散装热力学作为一个簿记设备。因此，边界第一定律和欧拉关系被修改为包括两个中心荷（$a$，$c$）和/或其他化学势作为热力学变量。我们认为四个和六个衍生条款以及$\text{Weyl}^4$条款（在类型IIB）在批量支持我们的通用结果。
2022-05-31 gr-qc hep-th
Kaluza-Klein bulk viscous fluid cosmological models and the validity of the second law of thermodynamics in $f(R, T)$ gravity
在Kaluza-Klein时空框架下，考虑了$f(R, T)$引力场中的体粘滞流体。体积粘性系数$(ξ)$表示为$ξ=ξ_0+ξ_1\frac{\dot{a}}{a}+ξ_2\frac{\ddot{a}}{\dot{a}}$，其中$ξ_0$、$ξ_1$和$ξ_2$为正常数。我们采用$p=(γ-1)ρ$，其中$0\leγ\le2$是理想流体的状态方程。通过假定$f(R, T)=R+2f(T)$形式的特定模型，给出了相应场方程的精确解，其中$f(T)=λT$，$λ$是常数。我们分两个阶段研究宇宙学模型，第一阶段：研究无粘性的模型，第二阶段：研究有粘性的模型。通过体粘流体系数$(ξ)$的五种可能方案研究了含粘滞性的宇宙模型。当体粘滞系数与$ξ_2\frac{\ddot{a}}{\dot{a}}$成正比时，总的体粘滞系数似乎为负，因此热力学第二定律不成立，但在广义热力学第二定律下是成立的。当总的体粘滞系数与$ξ=ξ_1\frac{\dot{a}}{a}$、$ξ=ξ_1\frac{\dot{a}}{a}+ξ_2\frac{\ddot{a}}{\dot{a}}$和$ξ=ξ_0+ξ_1\frac{\dot{a}}{a}+ξ_2\frac{\ddot{a}}{\dot{a}}$成正比时，总的体粘滞系数似乎是正的，因此热力学第二定律和广义热力学第二定律在整个演化过程中都得到了满足。我们计算了该模型的…
2016-12-11 gr-qc
Thermodynamic topology of black holes from bulk-boundary, extended, and restricted phase space perspectives
University of Mazandaran（马赞德兰大学）；Damghan University（达姆甘大学）
本文从不同热力学相空间视角探讨了AdS R-N、EGB和EPYM黑洞的热力学拓扑特性，发现其在不同框架下的拓扑数一致。
2023-12-07 gr-qc hep-th
Thermodynamics of Apparent Horizon in Brane World Scenario
本文讨论了嵌入在$(n+1)$维AdS时空中的$n$维Friedmann-Robertson-Walker（FRW）宇宙的视视界热力学.利用统一第一定律的方法，给出了FRW宇宙视视界的显式熵表达式。在大视界半径极限下，该熵简化为$n$ -维面积公式，而在小视界半径极限下，它服从$(n+1)$ -维面积公式。我们还讨论了相应的体几何，并研究了扩展到体中的视视界。我们利用$(n+1)$维体积的面积公式计算了这个视视界的熵。事实证明，这两种方法给出了相同的结果的视视界熵。此外，我们表明，膜上的弗里德曼方程可以重写为第一定律的形式，$dE=TdS +WdV$，在视视界。
2007-06-25 gr-qc hep-th
Chemical Potential in the First Law for Holographic Entanglement Entropy
已知共形场论中的纠缠熵满足第一定律。对于球形纠缠表面，这已被证明是遵循通过AdS/CFT对应和全息处方的纠缠熵从大量的第一定律的Killing地平线。体第一定律可以扩展到包括宇宙学常数$Λ$的变化，这是我们在早期的工作中建立的。在这里，我们表明，这意味着一个扩展的边界第一定律，包括不同数量的自由度的边界CFT。与本体中的$Λ$共轭的热力学势称为热力学体积，并且具有简单的几何公式。在边界第一定律中，它起着化学势的作用。对于对应于边界球的体最小表面$Σ$，热力学体积与$Σ$的面积成正比，与已知的球的纠缠熵的变化规律一致. CFT化学势对纠缠熵和自由度数的依赖关系类似于理想气体的热力学化学势对熵和粒子数的依赖关系。
2014-09-16 gr-qc hep-th
Revisit to Thermodynamic Relations in the AdS/CMT Models
最近的统一方法的Smarr的关系的AdS平面黑洞结合准本地形式主义的守恒电荷的动机，我们重新审视的量子统计和热力学关系的毛茸茸的AdS平面黑洞。通过扩展以前的结果，我们确定了毛的贡献，在散装和表明，全息计算可以得到改进，使其与散装计算是一致的。我们认为，第一定律可以保留在其普遍的形式，而壳重正化欧氏作用和它的自由能解释在重力之间的关系可能会变形，以包含毛茸茸的贡献毛茸茸的AdS黑洞。
2017-03-03 gr-qc hep-th
General Relativity from a Thermodynamic Perspective
我证明了空间大块区域中的引力动力学可以与该区域边界的热力学描述相联系，从而为经典广义相对论的几个数学特征提供了清晰的物理解释：（1）包含在体区域中的Noether电荷，与特定的时间演化矢量场相关联，有一个直接的热力学解释为重力热含量的边界面。(2)这个结果反过来又表明，所有静态时空都保持全息均分;在这些时空中，边界的自由度等于整体的自由度。(3)在一般的演化时空中，引力动量的变化率与体积自由度和边界自由度之间的差异有关。正是这种对全息均分的背离驱动了时空的时间演化。(4)当运动方程成立时，（自然定义的）重力加物质的总能量将等于边界热含量。(5)在激发需要一个替代的描述重力（如果我们必须解决的宇宙学常数的问题），我描述了一个热力学变分原理的基础上零表面，以实现这一目标。零面的引力热密度的概念自然产生于与零汇有关的Noether荷。零面变分原理实际上是将物质加引力系统的总热含量取极值。这一主题和影响的几个变化进行了说明。[摘要]
2014-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Thermodynamics of Dual CFTs for Kerr-AdS Black Holes
最近Gibbons { \it et al.}在hep-th/0408217中定义了任意维中具有最大转动参数数的Kerr-AdS黑洞的一组守恒量。这组守恒量是相对于一个在无穷远处不旋转的坐标系定义的。另一方面，对于Kerr-AdS黑洞还有另一组守恒量，由Hawking { \it et al.}在HEP-TH/9811056中，其是相对于在无限远处旋转的框架测量的。Gibbons { \it等人}明确表明，由它们定义的量满足黑洞热力学第一定律，而霍金{ \it et al.}不要遵守第一条法则。本文通过将体热力学量映射到AdS空间的边界上，讨论了对偶CFTs对Kerr-AdS黑洞的热力学性质.我们发现，只有当对偶CFTs的热力学量是由Hawking { \it et al.}给出的体量集合导出时，这些热力学量才满足热力学第一定律和Cardy-Verlinde公式.我们讨论了我们的结果的含义。
2005-06-14 gr-qc hep-th
Noncommutative black holes: Topological bulk-boundary correspondence and Binary Merger Bounds
Indian Institute of Technology Kanpur（坎普尔印度理工学院）；RRSDCE；Indian Institute of Technology (Indian School of Mines) Dhanbad（丹巴德印度理工学院（印度矿业学院））；Damghan University（达姆甘大学）；Walailak University（瓦拉莱克大学）
研究非对易时空中带电反德西特黑洞的热力学拓扑，采用非对易参数微扰展开结合数值分析，利用广义离壳自由能框架，揭示非对易效应影响，证明体态与边界拓扑对应，还研究了残余质量下限及相关热力学量变化。
2026-07-17 gr-qc
Cosmology and thermodynamics of FRW universe with bulk viscous stiff fluid
考虑一个由具有常数体粘滞系数的刚性流体支配的宇宙学模型。我们对模型所预言的宇宙的所有可能情况进行了分类，并分析了宇宙的尺度因子、密度以及曲率标量。我们发现，当无量纲常数体粘滞参数在$0 < \barζ<6$范围内时，模型从大爆炸开始，经历了从减速膨胀期到加速膨胀期的过渡，然后趋向于deSitter相，即$ t\to \infty$ .过渡到加速时代将是在最近的过去，当$4<\barζ<6.$对于$\barζ>6$模型没有大爆炸，并遭受了增加的流体密度和标量曲率的宇宙膨胀，这是最终饱和的比例因子$a \to \infty$在未来。用状态探测器诊断法分析了该模型，发现该模型不同于$Λ$ CDM模型，而更接近$Λ$ CDM点，即$a \to \infty.$。还分析了以视视界为宇宙边界的广义热力学第二定律的状态，发现当$0 \leq \barζ<6$和$\barζ>6$的标度因子大于最小值时，该定律一般满足。值
2014-06-09 gr-qc
Bulk Viscosity and Thermodynamic Approaches to Singularity Resolution in Non-Metric Gravity
The University of Lahore（拉合尔大学）；Khazar University（哈扎尔大学）；Tongji University（同济大学）
研究\(f(\mathcal{Q})\)理论中体黏性对宇宙反弹解的影响，采用\(\zeta=\zeta_{0}H\)参数化，通过考虑宇宙演化及相关参数评估反弹解，结合热力学研究熵演化，结果显示\(f(\mathcal{Q})\)引力为标准模型提供替代并助于洞察引力与早期宇宙。
2026-07-27 gr-qc
Universal criticality of thermodynamic geometry for boundary conformal field theories in gauge/gravity duality
根据最近的AdS/CFT解释\cite{Karch:2015rpa}，其中改变宇宙学常数$Λ$对应于改变场论所在空间的曲率半径，我们研究了与$d$维带电反德西特（AdS）黑洞对偶的热边界共形场论（CFT）的热力学曲率的临界性，嵌入在$D$维M理论/超弦启发模型中，具有带有$D=2d+k$的$AdS_{d}\times \mathbb{S}^{d+k}$时空。与块体\cite{HosseiniMansoori:2020jrx}中带电AdS黑洞的临界特征类似，边界CFT的归一化内禀曲率$R_N$和外禀曲率$K_N$分别具有临界指数2和1。在这方面，当$t\rightarrow0^-$，而$R_Nt^2\approx \frac{1}{8}$和$K_Nt\approx\frac{1}{4}$在极限$t\rightarrow0^+$，其中$t=T/T_c-1$是具有临界温度$T_{c}$的温度参数时，$R_Nt^2$的通用幅度是$\frac{1}{2}$，$K_Nt$是$-\frac{1}{2}$。有趣的是，这些临界振幅是独立的热CFT维度的数量和显着相似的高维带电的AdS黑洞的散装。
2021-11-17 gr-qc hep-th
Thermodynamical Properties of Apparent Horizon in Warped DGP Braneworld
本文首先得到了嵌在$(n+1)$维块体中的$(n-1)$维膜的Friedmann方程，其中作用量中包含了膜的内禀曲率项（DGP模型）.然后，我们证明了在膜的视视界上，无论膜上是否存在内禀曲率项或体中是否存在宇宙学常数，我们都可以将Friedmann方程改写为热力学第一定律$dE=TdS+WdV$的形式.利用第一定律，我们得到了膜上视视界的熵表达式。我们还表明，在没有内禀曲率项的情况下，熵的表达式是相同的，通过使用膜上的视视界和通过使用体几何。当存在内禀曲率项时，膜上视视界的熵有两部分，一部分遵循膜上的$n$维面积公式，另一部分与不存在内禀曲率项时的熵相同.一个有趣的结果是，在扭曲的DGP模型中，体熵和膜熵的表达式是不一样的。这是合理的，因为在这个模型中，膜上的引力有两个部分，一个是由$(n+1)$维体引力引起的，另一个是由膜上的内禀曲率项引起的。
2007-04-30 astro-ph gr-qc hep-th
Holographic Extended Thermodynamics of deformed AdS-Schwarzschild black hole
Indian Institute of Technology Kharagpur（印度理工学院卡拉格普尔分校）
研究德形AdS-施瓦茨希尔德黑洞的热力学与相结构，利用引力解耦方法，发现Van der Waals型一级相变及Hawking-Page相变，并探讨其临界指数与相变行为。
2026-04-24 gr-qc hep-th
Evolution and thermodynamics of new holographic dark energy with bulk viscosity in modified $f(R, T)$ gravity
本文在新全息暗能量（HDE）中引入体粘滞系数来描述修正的$f(R,T)$引力模型中宇宙非理想流体对宇宙演化的影响。假设$f(R,T)=R+λT$，其中$R$为Ricci标量，$T$为能量动量张量的迹，$λ$为常数，导出了体粘性形式的Hubble参数的一般函数，为粘性新HDE模型的建立提供了一个步骤.特别地，我们假设总体积粘性系数与宇宙膨胀的速度成正比，使得$ζ=ζ_0+ζ_1 H$。通过对$λ$、$ζ_0$和$ζ_1$的正负取值范围的选择，得到了尺度因子和减速参数的解，并对所有可能的情形（减速、加速及其过渡）进行了分类，分析了宇宙的演化.根据粘性项的大小，在早期或晚期有一个从减速相到加速相的过渡。对于粘性项的大值，它总是在整个演化过程中加速。此外，我们还研究了状态探测器对$\{r, s\}$和$\textit{Om}$诊断粘性新的HDE模型，以区别于其他现有的DE模型。我们的粘性模型也不同于其他现有的暗能量模型。有效状态方程参数的演化值为-0.9745，与观测值非常接近。在一定的体粘滞系数约束条件下，熵和广义热力学第二定律对该模型是成立的。分析表明，宇宙介质中的体粘滞效应可以解释这种暗能量现象。
2018-04-13 gr-qc
Novel Aspects of the Extended First Law of Entanglement
利用AdS/CFT，我们已经推导出了一个在Minkowski中将真空简化为球的扩展的纠缠第一定律。该陈述不仅包括扰动的状态，但也共形场论（CFT），通过广义中心荷的变化。我们澄清了一些以前忽视的微妙之处，并使用简单的参数，以推广以前的推导任意重力理论的散装以及新的地区的边界CFT。我们的建设也适用于二维散装理论，并承认一个有趣的扩展为三维散装，提供了一个奇怪的结果，在扩展的黑洞热力学的热力学体积。我们讨论了未来的前景，关于扩展的纠缠第一定律。
2020-08-12 gr-qc hep-th
Threshold Temperature for Neutron-Star Emergence in a Gravitational Thermodynamic Framework
School of Physics and Materials Science, Guangzhou University（广州大学物理与材料科学学院）
本文在引力热力学框架中研究中子星出现的阈值温度，结合多种物理理论推导出四个特征温度尺度，并提供数学推导和热力学一致性关系。
2026-03-09 gr-qc
Generalized Schwarzian Dynamics from a Bulk-First BF Perspective
Istanbul Technical University（伊斯坦布尔理工大学）
从二维BF引力出发，通过Drinfeld-Sokolov约化，从sl(2,R)理论恢复标准Schwarzian作用，并推广到sl(3,R)得到由Wilczynski不变量控制的广义Schwarzian动力学，揭示了与Casimir荷、单值性数据和热力学的联系。
2026-07-21 gr-qc hep-th math-ph
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
Emergence of space from non-equilibrium thermodynamics in f(R) gravity
结果表明，FRW宇宙的加速膨胀可以解释为对全息均分（$N_{sur} = N_{bulk}$）的追求，满足膨胀定律$\frac{dV}{dt} = l_{P}^{2} \left( N_{sur} - εN_{bulk} \right)$，由此可以导出爱因斯坦引力下FRW宇宙的Friedmann方程\cite{paddy2012jun}。我们介绍了从广义热力学第一定律$-dE=TdS$和$dE=TdS + WdV$的膨胀定律的一般推导。通用推导提供了$N_{sur}$在熵$S$方面的表达式和与具有不同熵$S$的引力理论一致的展开定律，如高斯-邦尼和更一般的洛夫洛克引力。我们把同样的思想推广到非平衡情形，并作为一个特例得到了f（R）引力的展开律。为此，我们在非平衡描述中使用了具有额外熵产生项$Td_{i}S.$的热力学第一定律
2021-11-20 gr-qc
Thermodynamic Stability of a Schwarzschild Thin-Shell Wormhole
研究了史瓦西体中薄壳虫孔的热力学稳定性。从第一定律出发，找到了满足局部内在稳定性条件的熵函数。热容量出现作为一个定义良好的定期功能证明了史瓦西薄壳虫洞的稳定性。该方法的应用范围不受史瓦西虫洞的限制。
2018-12-11 gr-qc
Qualitative Analysis of Viscous Fluid Cosmological Models satisfying the Israel-Stewart theory of Irreversible Thermodynamics
利用不可逆热力学中的截断Israel-Stewart理论来模拟体粘滞压力，研究了各向同性和空间均匀粘性流体宇宙学模型。微分方程的控制系统被写在无量纲变量和一组无量纲状态方程，然后利用完成系统。由此产生的动力系统进行分析，使用几何技术从动力系统理论找到定性行为的弗里德曼-罗伯逊-沃克模型与体积粘度。在这些模型中，存在一个自由参数，使得模型的定性行为可以与满足Eckart理论的模型中的定性行为完全不同（对于该参数的某些值范围）。此外，模型膨胀的条件下进行了研究。
1996-05-28 gr-qc
Thermodynamics in the Viscous Early Universe
假设早期宇宙中填充背景几何的物质是自由气体，没有发生相变，我们用经典方法讨论了这个封闭系统的热力学。我们发现，基本的宇宙学量，如哈勃参数$H$，比例因子$a$和曲率参数$k$，可以从这个简单的模型。结果与Friedmann-Robertson-Walker模型和爱因斯坦场方程一致。包括有限的体粘滞系数导致宇宙学量的重要变化。因此，我们关于宇宙演化及其天体物理学后果的图景似乎是一个彻底修正的主题。发现$k$强烈依赖于宇宙背景物质的热力学。负曲率发生的时间尺度取决于物质含量与总能量的关系。利用量子和统计方法，我们介绍了$H$和体粘滞系数的表达式。
2010-02-01 gr-qc
Beyond Comoving Volume: Horizon Flux and Matter Creation in Modified Cosmology from the Unified First Law of Thermodynamics
Instituto de Física y Astronomía, Facultad de Ciencias, Universidad de Valparaíso（瓦尔帕莱索大学科学与物理天文学研究所）；Facultad de Física, Universidad Veracruzana（韦拉克鲁斯大学物理学院）；Instituto de Física, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso（瓦尔帕莱索天主教大学物理研究所）
本文从热力学角度推导弗里德曼方程，将统一第一定律应用于平坦FLRW宇宙的表观视界，并扩展至引力诱导的粒子创生，通过区分视界体积非共动性，分解粒子数和物质熵为体创生与边界通量贡献，最后导出广义第二定律。
2026-10-01 gr-qc
A Thermodynamic Model for Dark Energy Including Particle Creation or Destruction Processes
本文提出暗能量作为相对论流体在粒子可产生或毁灭时的热力学模型，推导新表达式与约束，发现存在粒子汇时暗能量趋向宇宙学常数且不违反热力学定律。
2025-02-28 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Collapse and Black Hole Thermodynamics In Braneworld Scenario
我们研究了嵌入具有额外类时维的5维体中的4维洛伦兹膜的引力坍缩动力学。通过考虑纯尘埃的膜上的崩溃，我们得到一个弹跳FLRW内部解决方案，并将其与校正史瓦西外部几何。在物理域中考虑的参数的解决方案，分析扩展建立，表现出外部事件视界和柯西地平线，类似于Reissner-Nordström解决方案。对于这样一个外部几何，我们研究了霍金辐射中体膜修正的影响。在这种情况下，该模型扩展了贝肯斯坦的黑洞的几何热力学准极值配置，与膜张力的变化相关的法律中的一个额外的工作项。我们还提出了一个简单的统计力学模型的熵的反弹塌缩物质的量子化其波动和构建相关的配分函数。这个熵与几何熵的不同之处在于一个与极端黑洞的面积成比例的附加常数，并且满足类似的热力学热力学第一定律。两个熵之间可能的连接进行了讨论。
2012-12-11 gr-qc
