Uma perspectiva dos sistemas dinâmicos sobre a termodinâmica da cosmologia em tempos tardios

Uma descrição termodinâmica dos espaciotempos cosmológicos pode fornecer insights sobre os fundamentos da evolução cósmica que permanecem obscuros de outra forma, em estreita analogia com a 'termodinâmica de buracos negros'. Investigamos as propriedades termodinâmicas da evolução cosmológica em tempos tardios utilizando a abordagem dos sistemas dinâmicos, focando no modelo ΛCDM e em modelos de quintessência com um potencial exponencial. Quantidades termodinâmicas obtidas através do formalismo de Hayward-Kodama são mapeadas para o espaço de fases desses modelos, permitindo investigar a estabilidade termodinâmica e transições de fase de maneira independente da condição inicial da evolução do universo. Em ambos os modelos, o universo inevitavelmente passa por uma transição termodinâmica de fase, marcada por calores específicos divergentes, independentemente de sua configuração inicial. Além disso, demonstramos que a estabilidade termodinâmica só pode ocorrer durante uma fase acelerada do universo. Contudo, as condições necessárias para estabilidade nunca são satisfeitas em qualquer lugar do espaço de fases, tornando ambos os modelos inerentemente termodinamicamente instáveis dentro do quadro de Hayward-Kodama. Importante destacar que nossa análise evidencia a abordagem de sistemas dinâmicos como uma estrutura natural e poderosa para sondar os aspectos termodinâmicos da evolução cosmológica.