Sollte das Universum durch eine perfekte Flüssigkeit oder ein ideales Gas modelliert werden?

In der physikalischen Kosmologie wird der Inhalt des Universums durch den Spannungs-Energie-Impuls-Tensor des perfekten Fluids mit Energiedichte modelliert ρ ( T ) und Druck P ( T ) . Ich frage mich, warum nicht stattdessen ideales Gas verwenden?

Ich nehme an, der Unterschied wäre, dass ein ideales Gas Wärmeleitung und Viskosität aufweist, während eine perfekte Flüssigkeit dies nicht tut. Die meisten kosmologischen Modelle (oder zumindest die einfacheren, die historisch zuerst entwickelt wurden) sind isotrop und homogen, was bedeutet, dass sie selbst dann nicht auftreten würden, wenn Ihre Materie zur Wärmeleitung und Viskosität fähig wäre. ZB keine Temperaturgradienten, also keine Wärmeleitung.

Antworten (2)

Ich glaube, dass der Spin von Teilchen, den Poplawski mit Torsion in Verbindung bringt (in Arbeiten wie „Cosmology with Torsion“ von 2010, „Big Bounce from Spin and Torsion“ von 2011 und – in Zusammenarbeit mit Desai – „Non-parametric Rekonstruktion“ von 2015 eines Inflationspotentials"), könnte mit einem Flüssigkeitsmodell plausibler in die Kosmologie integriert werden. Seine Kosmologie, die auf der Entstehung von Lokaluniversen (von denen eines unsere beobachtbare Region einschließen würde) durch einen oder mehrere Massenstöße nach dem Gravitationskollaps eines rotierenden Sterns in ein Schwarzes Loch basiert, hat den interessanten Effekt, dass er Expansion und Kontraktion ungefähr ausbalanciert , was es vom Borde-Guth-Vilenkin-Theorem ausnehmen könnte, das ansonsten die Ewigkeit des resultierenden Multiversums auf die Zukunft beschränken würde, anstatt ein ewiges Multiversum sowohl für die Zukunft als auch für die Vergangenheit zuzulassen. Obwohl es von der Einstein-Cartan-Version der Allgemeinen Relativitätstheorie abhängig ist und kein Inflationsfeld benötigt, wird es in einem derzeit unbestrittenen Abschnitt des Wikipedia-Artikels "Inflation (Kosmologie)" als Modell der inflationären Kosmologie angesehen.

Ich stelle mir vor, dass für kalte Dunkle Materie und den derzeit eher kalten Materie- und vernachlässigbaren Strahlungsgehalt des Universums dann P=0 angebracht wäre – das „Staub“-Modell. Wahrscheinlich würde dies für frühere Phasen in der Geschichte nicht funktionieren, als Temperatur und Druck sehr hoch gewesen sein müssen, sowohl für Materie, Strahlung als auch für Dunkle Materie. Allerdings kann ich das nicht quantifizieren - vielleicht ist P = 0 bis zum Ende der Inflation gut.

Ich gehe natürlich davon aus, dass Sie eine kosmologische Konstante verwenden, um "dunkle Energie" darzustellen - wenn nicht, müssen Sie Stressenergie hinzufügen, deren Zustandsgleichung unbekannt ist. (Das für die Inflationszeit ist natürlich auch unbekannt.)

@akrasia, kannst du deine Antwort etwas näher erläutern? Warum sollte dies nicht für "frühere Phasen in der Geschichte" funktionieren?
Das erscheint mir falsch. P=0 bedeutet nicht, dass wir etwas anderes als ein ideales Gas haben. Es bedeutet einfach, dass die Bewegung der Teilchen nichtrelativistisch ist, sodass in relativistischen Einheiten mit c = 1 der Druck im Vergleich zur Dichte vernachlässigbar ist.
Sollte das Universum durch eine perfekte Flüssigkeit oder ein ideales Gas modelliert werden?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v