El fluido perfecto como herramienta para la formalización de las variables de estado presión y densidad en la TER

Abstract

La teoría especial de la relatividad (TER) impone con su primer postulado, que todas las leyes de la física deben ser las misma para cualquier observador inercial, en este sentido, el presente trabajo de grado examina el carácter covariante de la mecánica de fluidos en la TER, para esto se hace uso de un modelo simple que permite su formalización, este es el fluido perfecto, definido a partir de las variables de estado presión y densidad. Desde la perspectiva clásica de los fluidos perfectos se analiza la covarianza de sus ecuaciones de campo (ecuación de continuidad, ecuación de Euler) y la covarianza del tensor de esfuerzos a partir de las trasformaciones de Galileo, posteriormente se utilizan las ecuaciones de transformación de Lorentz para construir un objeto tetradimensional denominado tensor energía-momento; definido a partir de la presión y densidad propia del marco comóvil, al imponer una condición de conservación surgen de forma natural las ecuaciones características de un fluido perfecto. El tensor energía-momento permite formalizar las variables de estado de un fluido relativista simple, lo que representa una herramienta tanto conceptual como matemática en la enseñanza y comprensión de la TER.