J 2022

Kinetic formulation of Tolman-Ehrenfest effect: Non-ideal fluids in Schwarzschild and Kerr space-times

CREMASCHINI, Claudio, Jiří KOVÁŘ, Zdeněk STUCHLÍK a Massimo TESSAROTTO

Základní údaje

Originální název

Kinetic formulation of Tolman-Ehrenfest effect: Non-ideal fluids in Schwarzschild and Kerr space-times

Autoři

CREMASCHINI, Claudio (380 Itálie, domácí), Jiří KOVÁŘ (203 Česká republika, domácí), Zdeněk STUCHLÍK (203 Česká republika, domácí) a Massimo TESSAROTTO (380 Itálie, domácí)

Vydání

PHYSICS OF FLUIDS, 2022, 1070-6631

Další údaje

Jazyk

angličtina

Typ výsledku

Článek v odborném periodiku

Obor

10308 Astronomy

Stát vydavatele

Spojené státy

Utajení

není předmětem státního či obchodního tajemství

Odkazy

Kód RIV

RIV/47813059:19630/22:A0000210

Organizační jednotka

Fyzikální ústav v Opavě

UT WoS

000859320400003

Klíčová slova anglicky

Tolman-Ehrenfest effect;Schwarzschild space-time;Maxwellian kinetic equilibrium

Štítky

Příznaky

Mezinárodní význam, Recenzováno
Změněno: 26. 3. 2023 17:04, Mgr. Pavlína Jalůvková

Anotace

V originále

A review of the original thermodynamic formulation of the Tolman-Ehrenfest effect prescribing the temperature profile of uncharged fluid at thermal equilibrium forming stationary configurations in curved space-time is proposed. A statistical description based on the relativistic kinetic theory is implemented. In this context, the Tolman-Ehrenfest relation arises in the Schwarzschild space-time for collisionless uncharged particles at Maxwellian kinetic equilibrium. However, the result changes considerably when non-ideal fluids, i.e., non-Maxwellian distributions, are treated, whose statistical temperature becomes non-isotropic and gives rise to a tensor pressure. This is associated with phase-space anisotropies in the distribution function, occurring both for diagonal and non-diagonal metric tensors, exemplified by the Schwarzschild and Kerr metrics, respectively. As a consequence, it is shown that for these systems, it is not possible to define a Tolman-Ehrenfest relation in terms of an isotropic scalar temperature. Qualitative properties of the novel solution are discussed.