2022
Kinetic formulation of Tolman-Ehrenfest effect: Non-ideal fluids in Schwarzschild and Kerr space-times
CREMASCHINI, Claudio, Jiří KOVÁŘ, Zdeněk STUCHLÍK a Massimo TESSAROTTOZákladní 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
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.