Cascada en turbulencia relativista

La teoría de la turbulencia de Kolmogorov indica una cascada de energía en la turbulencia. ¿Existe una versión correspondiente del fluido relativista?

Parecería que sí, según una búsqueda rápida en Internet. Pero no sé lo suficiente sobre la relatividad para responder. Obviamente si existe turbulencia, habrá alguna cascada de energía... ¿Estás preguntando si se puede hacer una hipótesis similar? Por ejemplo, ¿está preguntando si la cascada no es viscosa y es isotrópica localmente?
Gracias. Lo que me gustaría saber es cómo podemos formular el mismo argumento para el fluido relativista. El problema sobre el fluido relativista es que la primera vez y las coordenadas espaciales se mezclan donde la "energía" no se define de forma natural, la segunda densidad ya no se puede suponer invariante. Entonces, ¿hay algo similar como una cascada de energía-momentum?
Es posible que desee leer este artículo . Comparan teorías cuánticas de campo lejos del equilibrio relativistas y no relativistas y encuentran que las propiedades a gran escala son idénticas. Sin embargo, no es la turbulencia de Kolmogorov.
Sobre el concepto general de cascada de energía: physics.stackexchange.com/q/20850/226902

Respuestas (2)

La respuesta es sí. A pesar de la importancia de la hidrodinámica relativista y la expectativa razonable de que la turbulencia probablemente desempeñe un papel importante en muchos sistemas astrofísicos, se sabe muy poco sobre la turbulencia en un régimen relativista. Sin embargo, su pregunta particular ha sido respondida y estudiada utilizando modelos numéricos; vea este gran artículo de 2012 para obtener detalles de dicho estudio. De hecho, los espectros de Kolmogorov aparecen sin cambios con respecto a la teoría clásica de la hidrodinámica relativista ideal. El espectro de Kolmogorov también es directamente aplicable a los flujos magnetohidrodinámicos relativistas. En los plasmas relativistas impulsados, el campo de velocidad a menudo se encuentra altamente intermitente, pero se encuentra que su espectro de potencia está en buen acuerdo con las predicciones de la teoría clásica de Kolmogorov (independiente del factor de Lorentz), y en buen acuerdo con la teoría clásica de Kolmogorov.

Tenga en cuenta, sin embargo, que la mayoría de los estudios de flujos se han realizado con flujos levemente relativistas con factores de Lorentz de 1-10.

Para mí, la razón de la aplicabilidad directa de Kolmogorov a los flujos relativistas impulsados ​​es la escala de longitud relativa en la que se produce la turbulencia en comparación con el movimiento masivo. Esto está directamente relacionado con el hecho de que los remolinos en cascada se mueven en relación con el flujo a granel en sí.

Espero que esto ayude.

Hay versiones especiales y generales de fluido relativista. Se pueden encontrar dos buenos libros de la fórmula en Gravitation and Cosmology de S. Weinberg y en el libro de Landau vol. 6. También puede encontrar algunos otros libros especiales sobre este tema.

Como sé, las aplicaciones de estas fórmulas aún son raras. Alguien está tratando de usarlos en la cosmología del plasma, que todavía es un campo en desarrollo.

Otro problema es que muchas fórmulas de fluidos relativistas aún no han sido confirmadas. La gente simplemente los extendió desde una versión no relativista.

Para cascada, por supuesto! La versión relativista debería dar los mismos resultados en el límite no relativista. Pero, no sé si alguien da un cálculo detallado de eso.

Esto es completamente incorrecto. La dinámica de fluidos relativista se entiende bien y se aplica ampliamente a una amplia gama de fenómenos. Esto incluye astrofísica (explosiones de supernovas, chorros, discos, etc.) y colisiones de iones pesados ​​relativistas. Ahora sabemos que el formalismo desarrollado en Landau y Weinberg también puede derivarse de la correspondencia AdS/CFT. Que yo sepa, no existe una diferencia fundamental entre la turbulencia real y la no real, en particular, la cascada de energía es la misma.
@Thomas: Y sabemos que el formalismo desarrollado en Landau y Lifshitz falla para los fluidos disipativos, ¿verdad? Consulte la Sección 14.4 en relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2007-1 . Creo que todavía quedan algunas preguntas abiertas...
Estoy de acuerdo con los comentarios de Thomas y UwF, esta respuesta es engañosa. Ambas referencias dadas en su respuesta (Weinberg's Gravitation and Cosmology y Landau's book vol. 6.) son problemáticas: physics.stackexchange.com/a/730704/226902 Además, existen formulaciones razonablemente bien entendidas de hidrodinámica relativista que funcionan y se aplican en varios campos (desde la astrofísica hasta las colisiones de iones pesados).