¿Debería modelarse el universo mediante un fluido perfecto o un gas ideal?

En cosmología física, el contenido del Universo está modelado por el tensor tensión-energía-momento de un fluido perfecto, con densidad de energía ρ ( t ) y presión PAG ( t ) . Me pregunto, ¿por qué no usar gas ideal en su lugar?

Supongo que la diferencia sería que un gas ideal exhibe conducción de calor y viscosidad, mientras que un fluido perfecto no. La mayoría de los modelos cosmológicos (o al menos los más simples que se desarrollaron primero históricamente) son isotrópicos y homogéneos, lo que significa que incluso si su materia fuera capaz de conducir calor y tener viscosidad, no ocurriría. Por ejemplo, sin gradientes de temperatura, por lo que no hay conducción de calor.

Respuestas (2)

Creo que el espín de las partículas, que Poplawski asocia con la torsión (en artículos como "Cosmología con torsión" de 2010, "Gran rebote de espín y torsión" de 2011 y, en colaboración con Desai, "Reconstrucción no paramétrica" ​​de 2015 de un potencial inflatón"), podría incorporarse de manera más plausible a la cosmología con un modelo fluido. Su cosmología, basada en la formación de universos locales (uno de los cuales incluiría nuestra región observable) a través de uno o más rebotes de masa después del colapso gravitacional de cualquier estrella giratoria en un agujero negro, tiene el interesante efecto de equilibrar aproximadamente la expansión con la contracción. , que podría eximirlo del Teorema de Borde-Guth-Vilenkin que de otro modo limitaría la eternidad del multiverso resultante al futuro, en lugar de permitir un multiverso eterno tanto para el futuro como para el pasado. Aunque depende de la versión de Einstein-Cartan de la Relatividad General y no requiere un campo inflatón, se considera, en una sección actualmente no cuestionada del artículo de Wikipedia "Inflación (cosmología)", como un modelo de cosmología inflacionaria.

Me imagino que para la materia oscura fría y la materia actualmente bastante fría y el contenido de radiación insignificante del universo, entonces P = 0 sería apropiado: el modelo de "polvo". Probablemente esto no funcionaría para fases anteriores de la historia, cuando la temperatura y la presión debieron ser muy altas, tanto para la materia como para la radiación y la materia oscura. Habiendo dicho eso, no puedo cuantificar esto, tal vez P = 0 sea bueno hasta el final de la inflación.

Supongo, por supuesto, que está utilizando una constante cosmológica para representar la "energía oscura"; de lo contrario, deberá agregar energía de estrés cuya ecuación de estado se desconoce. (Eso para el período inflacionario, por supuesto, también se desconoce).

@akrasia, ¿puedes explicar un poco más tu respuesta? ¿Por qué no funcionaría esto para "fases anteriores de la historia"?
Esto me parece mal. P=0 no significa que tengamos algo más que un gas ideal. Simplemente significa que el movimiento de las partículas no es relativista, de modo que en unidades relativistas, con c=1, la presión es insignificante en comparación con la densidad.