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广义相对论与量子宇宙学

arXiv:2411.03018 (gr-qc)
[提交于 2024年11月5日 ]

标题: 原初宇宙的热力学

标题: Thermodynamics of the Primordial Universe

Authors:David S. Pereira, João Ferraz, Francisco S. N. Lobo, José P. Mimoso
摘要: 这篇综述深入探讨了宇宙的原始关键阶段,这一时期是理解其当前状态的关键。 要全面理解这一时代,必须考虑物理学的三个基本领域:引力、粒子物理和热力学。 宇宙的热历史再现了极端高能条件,这对于探索基本力的统一至关重要,使其成为高能物理的天然实验室。 这种热历史还为理解热力学定律如何支配宇宙组分的演化提供了宝贵的见解,塑造了我们今天观察到的形式。 聚焦于标准宇宙学模型(SCM)和粒子的标准模型(SM),本文对原始宇宙中的热力学进行了深入分析。 研究的结构包括对SCM的介绍及其与热力学原理的紧密联系。 随后在膨胀宇宙的背景下探讨平衡热力学,接着详细分析了非平衡现象,这些现象在宇宙早期演化中的关键事件中起到了决定性作用。
摘要: This review delves into the pivotal primordial stage of the universe, a period that holds the key to understanding its current state. To fully grasp this epoch, it is essential to consider three fundamental domains of physics: gravity, particle physics, and thermodynamics. The thermal history of the universe recreates the extreme high-energy conditions that are critical for exploring the unification of the fundamental forces, making it a natural laboratory for high-energy physics. This thermal history also offers valuable insights into how the laws of thermodynamics have governed the evolution of the universe's constituents, shaping them into the forms we observe today. Focusing on the Standard Cosmological Model (SCM) and the Standard Model of Particles (SM), this paper provides an in-depth analysis of thermodynamics in the primordial universe. The structure of the study includes an introduction to the SCM and its strong ties to thermodynamic principles. It then explores equilibrium thermodynamics in the context of the expanding universe, followed by a detailed analysis of out-of-equilibrium phenomena that were pivotal in shaping key events during the early stages of the universe's evolution.
评论: 50页。发表版本作为“天体物理学、宇宙学和黑洞”章节的特邀贡献。
主题: 广义相对论与量子宇宙学 (gr-qc) ; 宇宙学与非星系天体物理学 (astro-ph.CO); 高能物理 - 理论 (hep-th)
引用方式: arXiv:2411.03018 [gr-qc]
  (或者 arXiv:2411.03018v1 [gr-qc] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2411.03018
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI
期刊参考: Entropy 26(11), 947 (2024)
相关 DOI: https://doi.org/10.3390/e26110947
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来自: Francisco Lobo [查看电子邮件]
[v1] 星期二, 2024 年 11 月 5 日 11:41:36 UTC (1,271 KB)
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