La figure 1 montre la limite pour la maximisation de l'entropie dans le ( ?? , ψ) plan pour trois valeurs du facteur d'échelle normalisé une . ψ représente un type de paramètre de densité pour l'énergie noire effective et ?? est un exposant du terme de loi de puissance H ?? . Le cercle fermé représente le résultat du modèle LCDM affiné, c'est à dire., ( ?? , ) =(0, 0,685). Trois limites pour les valeurs de une =0,5, 1, et 4 sont affichés, où une =1 correspond à l'heure actuelle. La flèche à chaque frontière indique une région qui satisfait les conditions de maximisation de l'entropie. Cette région s'étend progressivement vers le bas à mesure que le facteur d'échelle normalisé augmente. Cependant, la région ne dépasse pas actuellement ?? =2. Crédit :Université de Kanazawa
L'expansion de l'Univers occupe l'esprit des astronomes et des astrophysiciens depuis des décennies. Parmi les modèles cosmologiques qui ont été suggérés au fil des ans, Les modèles de matière noire froide lambda (LCDM) sont les modèles les plus simples qui peuvent fournir des explications élégantes des propriétés de l'Univers, par exemple., l'expansion accélérée de l'Univers tardif et des formations structurales. Cependant, le modèle LCDM souffre de plusieurs difficultés théoriques, comme le problème de la constante cosmologique. Pour résoudre ces difficultés, Des scénarios thermodynamiques alternatifs ont récemment été proposés pour étendre le concept de thermodynamique des trous noirs.
"Les recherches précédentes impliquent qu'un certain type d'univers se comportera comme un système macroscopique ordinaire. L'expansion de l'Univers est considérée comme susceptible d'être liée à la thermodynamique à son horizon, basé sur le principe holographique, " explique l'auteur de l'étude, Nobuyoshi Komatsu de l'Université de Kanazawa.
"J'ai considéré un modèle cosmologique avec un terme de loi de puissance, en supposant l'application de la loi d'équipartition holographique. Le terme de loi de puissance est proportionnel à H ?? , où H est le paramètre de Hubble et ?? est considéré comme un paramètre libre ( ?? peut être lié à l'intrication des champs quantiques proches de l'horizon).
"J'ai utilisé le modèle proposé pour étudier les propriétés thermodynamiques à l'horizon de l'Univers, en se concentrant sur les évolutions de l'entropie de Bekenstein-Hawking. J'ai trouvé que le modèle satisfait la deuxième loi de la thermodynamique à l'horizon, ", explique le professeur agrégé Komatsu.
"En outre, J'ai utilisé le modèle pour examiner les processus de relaxation qui se produisent avant la dernière étape de l'évolution de l'Univers et ainsi permettre l'étude de la maximisation de l'entropie."
"La figure 1 montre les limites pour la maximisation de l'entropie dans le ( ?? , ) avion. Ici, représente un type de paramètre de densité pour l'énergie noire effective. Le côté supérieur de chaque frontière correspond à la région qui satisfait les conditions de maximisation de l'entropie. Par exemple, le point pour le modèle LCDM affiné s'avère satisfaire les conditions de maximisation de l'entropie à l'heure actuelle. En outre, la région proche de ce point satisfait également aux conditions de maximisation de l'entropie, à la fois à l'heure actuelle et à l'avenir. Les modèles cosmologiques de cette région sont susceptibles d'être privilégiés d'un point de vue thermodynamique, ", explique le professeur agrégé Komatsu.
En plus des résultats rapportés de l'étude, on espère que le modèle développé servira à permettre la discussion et l'analyse du large éventail de modèles cosmologiques actuellement disponibles d'un point de vue thermodynamique.
