Исследователи разработали голографическую космологическую модель с применением степенного закона для изучения термодинамических свойств на краю вселенной. Эта модель подчиняется второму закону термодинамики. Кроме того, учеными систематически исследовался процесс, подобный релаксации вселенной, для изучения максимизации энтропии на ее краю.
В области Hubble Deep Field (HDF), что в созвездии Большой Медведицы, сконцентрированы многочисленные галактики. © Robert Williams (NASA, ESA, STScI)
Расширение вселенной не дает покоя астрономам и астрофизикам уже на протяжении десятилетий. Среди космологических моделей, которые разрабатывались в течение многих лет, модели Lambda Cold Dark Matter (LCDM) представляются одними из самых простых моделей, которые способны дать изящные объяснения свойств вселенной, таких как ускоренное расширение старой вселенной и структурные образования в ней. Однако модели LCDM страдают от различных теоретических проблем, таких как проблема космологической постоянной. Чтобы решить эти трудности, недавно были разработаны альтернативные термодинамические сценарии, которые расширяют концепцию термодинамики черных дыр.
«Предыдущие исследования показывают, что определенный тип вселенной должен вести себя как обычная макроскопическая система. Расширение вселенной, вероятно, связано с термодинамикой на ее краю, основанной на голографическом принципе», - считает автор исследования Нобуёси Комацу из Университета Канадзава. -
«Я рассмотрел космологическую модель со степенным законом и предположил применение закона равномерного распределения энергии в голографическом варианте. Значение степенного закона пропорционально Hα, где H - параметр Хаббла, а α - свободный параметр. Значение α может быть связано со скрещением квантовых полей вблизи горизонта», - продолжает Комацу.
«Я использовал воображаемую модель для изучения термодинамических свойств на краю вселенной, сосредоточившись на развитии энтропии Бекенштейна-Хокинга. Я обнаружил, что модель в определенной степени подчиняется второму закону термодинамики. Я также использовал эту модель для изучения процесса, подобного релаксации, который происходил до заключительной стадии развития вселенной, что позволило исследовать максимизацию энтропии», - говорит иследователь.
При этом японский ученые надеется, что разработанная модель послужит основой для обсуждения и анализа широкого спектра доступных в настоящее время космологических моделей с точки зрения термодинамики.
