Jaký je vztah mezi gravitací a setrvačností?

Einstein nám řekl, že gravitace a setrvačnost jsou totožné.

Ano, Einstein řekl, že gravitace a setrvačnost jsou identické, přestože lidé v komentářích říkali naopak. Toto je běžná chyba odvozená částečně z Einsteinova rovnice gravitační hmoty se setrvačnou hmotou (v jeho principu ekvivalence), ale většinou jednoduše proto, že gravitace a zrychlení vypadají jako odlišný jev.

Dalo by se říci, že gravitace a setrvačnost jsou identické a že gravitační pole a zrychlení jsou indukční páry (podobné elektromagnetickému poli a elektrickému proudu.) Gravitační pole indukuje zrychlení a zrychlení indukuje gravitační pole.

Z článku Einsteina z roku 1918: Na základech obecné teorie relativity… http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/49

„Setrvačnost a gravitace jsou v přírodě identické jevy.“ – Albert Einstein

V dopise Einstein napsal v odpovědi Reichenbacherovi …. http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/220

„Nyní se obracím k námitkám proti relativistické teorii gravitačního pole. Zde pan Reichenbacher nejprve zapomíná na rozhodující argument, a to, že numerická rovnost setrvačné a gravitační hmoty musí být vysledována k rovnosti podstaty . Je dobře známo, že princip ekvivalence toho dosahuje. On (jako Herr Kottler) vznáší námitku proti principu ekvivalence, že gravitační pole pro konečné časoprostorové domény obecně nelze transformovat pryč. Nechápá, že to nemá vůbec žádný význam. Důležité je jen to, že jeden je oprávněn kdykoli a dle libosti (v závislosti na volbě referenčního systému) vysvětlit mechanické chování hmotného bodu gravitací nebo setrvačností.Není potřeba více; k dosažení základní ekvivalence setrvačnosti a gravitace není nutné, aby mechanické chování dvou nebo více hmot musí být vysvětlitelných jako pouhý účinek setrvačnosti při stejné volbě souřadnic. Koneckonců nikdo nepopírá například to, že teorie speciální relativity je v souladu s povahou jednotného pohybu, i když nedokáže přeměnit všechna těla bez zrychlení na klidový stav pomocí jedné a téže volby souřadnic. “ – Albert Einstein

Z knihy Alberta Einsteina: Význam relativity, str. 58

„… Ve skutečnosti se touto koncepcí dostáváme k jednota povahy setrvačnosti a gravitace . Podle našeho způsobu pohledu na to se může zdát, že stejné hmotnosti jsou buď působením setrvačnosti samotné (s ohledem na K), nebo kombinovaným působením setrvačnosti a gravitace (s ohledem na K ). Možnost vysvětlit číselnou rovnost setrvačnosti a gravitace jednotou jejich přirozenosti dává obecná teorie relativity, podle mého přesvědčení, taková převaha nad koncepcemi klasické mechaniky, že všechny problémy, se kterými se setkáváme, musí být považovány za malé ve srovnání s pokrokem. “ – Albert Einstein

Tady a na dalších místech Einstein výslovně zdůrazňuje ekvivalenci gravitace a setrvačnosti, nikoli pouze ekvivalenci gravitační a setrvačné hmoty.

… Ale je to místo, kde zůstáváme viset: že gravitace a setrvačnost jsou stejné a stejné? Je gravitační setrvačnost? Nebo je setrvačnost gravitace?

Ano, to je místo, kde zůstáváme viset.

Jaký je další krok, než když řekneme, že gravitace a setrvačnost jsou stejné a stejné?

Dalším krokem by bylo řešení ve větších podrobně fyziku setrvačnosti. Můžete hledat věci jako „zdroj setrvačnosti“, abyste získali představu o tom, jak se někteří fyzici v minulosti k tomuto problému postavili. Mám pocit, že až bude záhada setrvačnosti víceméně vyřešena, potvrdí se Einsteinovo tvrzení o ekvivalenci gravitace a setrvačnosti.

Komentáře

• Děkuji vám za to. ‚ m v procesu vydávání románu, kde má hlavní postava podobný zájem jako já. V závěrečném odstavci navrhuje svou disertační práci „Měření v principu ekvivalence pomocí binárního pulzního gravitačního objektivu k hodnocení myšlenek setrvačné a gravitační hmoty ve čtyřech rozměrech. “ Zdá se, že perfektní dodržování doporučení z vašeho posledního odstavce pro další studium v oboru.
• Výborně. Bylo by zajímavé sledovat, co ve své diplomové práci najdete.
• Tento článek byl právě publikován dnes: nbcnews.com/mach/science/ … Vypadá to, že tito kolegové porazili moji knižní postavu ve studii. No dobře.

Einstein nám to řekl gravitace a setrvačnost jsou identické. A ze skutečnosti, že dvě různé hmoty padají stejnou rychlostí, věřím, že můžeme říci, že gravitace a setrvačnost jsou stejné …

Stejně jako v komentáře, nejedná se o přesné vykreslení principu ekvivalence, jak o něm Einstein nejprve uvažoval. Mělo by se číst spíše to, že „gravitace a setrvačná hmotnost jsou stejné“. Existují dvě odlišné charakteristiky těla – gravitační hmotnost a setrvačná hmotnost. První z opatření měří „spojovací sílu“ těla s gravitačním polem, jak jej Newton koncipoval – měří, kolik síly působí „standardizované“ gravitační pole na tělo. Ta druhá měří „odolnost“ těla k strčení „; měří, kolik impulzu musíte dát tělu, aby změnilo svou rychlost o standardizovanou částku. Experimentálnějšími slovy: ten první měří, kolik tělo napne pružinu rovnováha při zavěšení na váhu ve standardizovaném gravitačním poli. Ta má co do činění s tím, jak rychle se tělo pohybuje poté, co je strženo daným standardizovaným impulzním strkacím strojem. Na první pohled se jedná o velmi odlišné experimenty a dva velmi odlišné vlastnosti. A přesto těla různých setrvačností padají při stejném zrychlení v gravitačním poli. Pokud je to skutečně pravda, pak se to může stát jedině tehdy, když jsou dvě různé vlastnosti – setrvačná hmotnost a gravitační hmotnost – přesně úměrné Potom můžeme uspořádat naše definice tak, aby konstanta proporcionality byla jednota, a nazývat je rovnými.Klíčovým výsledkem, který tuto rovnost umožňuje, je proporcionalita a demonstrace proporcionality byla výsledkem potvrzeným Eötvösovým experimentem.

Jaký je další krok dále říkat, že gravitace a setrvačnost jsou obě stejné a stejné?

Po mnohem delším přemýšlení to vedlo Einsteina k obecné teorii relativity. Z mnoha laických vysvětlení často vyplývá, že princip ekvivalence je klíčovým výsledkem, který vede k GTR, a že GTR by z ní mělo nějakým způsobem vyskočit, jak je pro čtenáře zřejmé. To vůbec není pravda. Rovnocennost byla velmi ranou nápovědou. Poté, co byl v Einsteinových raných novinách z roku 1907 trumpetovaným důležitým tématem, zmenšuje se poté zpět do pozadí a jeho přítomnost v GTR je ve skutečnosti docela jemná.

Jedním ze způsobů, jak se vypořádat s náznakem ekvivalence, je ukázat, že v klasické fyzice existuje další důležitá situace, kdy síla na těleso je úměrná jeho hmotnosti a je v neinerciálních referenčních rámcích (například v často nabízeném neustále se zrychlujícím vesmírném výtahu). Z pohledu neinerciálního pozorovatele těla zažívají síly bez zjevného zdroje v poměru k jejich setrvačné hmotnosti, přesně tak, jak se to děje u gravitace.

Takže povrch Země snad není setrvačným rámcem? Ve skutečnosti je to v klasické obecné relativitě přesně to, co se děje. Obecná relativita předpokládá, že prostor a čas tvoří obecně zakřivené (ve velmi technickém smyslu – neočekávejte, že tuto představu uchopíte jednoduchými vizuálními obrázky; viz také zde ) potrubí a že pohyb volných těles je v tomto potrubí podél geodetik. Pokud se něco nepohybuje po geodetice, pak síla v poměru k jeho setrvačnosti hmota musí působit, aby dala vzniknout tomuto negeodetickému pohybu. Obecná relativita navíc předpokládá, že zobecněná představa energie vede k tomuto zakřivení. Takže na povrchu masivního tělesa, jako je Země, je zemská stresová energie dává vzniknout časoprostorovému zakřivení tak, že geodetikou jsou všechny trajektorie zrychlující směrem k středu Země, se zrychlením $ g $ na zemském povrchu.

Avšak gravitační fyzika to „pokazí“ a „dostane se do cesty“. Tělo padající směrem ke středu Země „to nemůže udělat z důvodů fyziky pevných látek: pevné věci, jako jsou povrchy Země a nohy, nemohou procházet navzájem. Je tedy nalezena rovnováha, kdy Země tlačí zpět na chodidla našich nohou (nebo našich spodků a nohou, pokud sedíme), takže neustále zrychlujeme směrem vzhůru od geodetického pohybu ve výši $ g $ metrů za čtvereční sekundu zrychlení.

Pokud však tyto fyzikální procesy v pevné fázi odejmeme, řekněme tím, že upustíme tělo okraje tabulky, pak krátce projde geodetickým pohybem, takže my v našem neinerciálním referenčním rámci (stacionární vzhledem k zemskému povrchu), podívejte se na těleso, které prochází zrychlením nezávisle na jeho setrvačné hmotnosti.

Komentáře

• “ tím, že upustíme tělo okraje stolu, řekněme, pak krátce projde geodetickým pohybem, takže my v našem neinerciálním referenčním rámci (stacionární vzhledem k Zemi ‚ s povrchem), viz těleso procházející zrychlením nezávisle na jeho setrvačné hmotnosti. “ Tím myslíte t Pokud tělo spadne podél křivky časoprostoru mezi stolem a zemí?
• @foolishmuse Myslím tím, že sleduje geodetickou cestu prostorem a časem, dokud nenarazí na zem, ano

Setrvačnost a gravitace jsou na základní úrovni stejné.

Setrvačnost – těleso díky své hmotnosti (energie), vytváří kolem sebe ponoření prostoru. Díky tomuto ponoření je nutná síla ke změně stavu těla. Proto způsobuje setrvačnost.

Gravitace – Stejný pokles (křivka) způsobený hmotou (energií) těla se projevuje jako gravitace pro ostatní tělesa.

Takže jejich původ je stejný a to je zakřivení prostoru.

Setrvačnost není nic jiného než gravitace těla působícího na sebe proti jakékoli změně stavu. Gravitační a setrvačná hmotnost jsou tedy stejné.

Můj názor je, že gravitace a setrvačnost jsou stejné jevy. Jsou to dvě strany stejné mince.

Zakřivení prostoru hmotou / energií těla se projevuje jako gravitace pro ostatní těla.

Stejné zakřivení prostoru se projevuje jako setrvačnost těla, když se pokusíme změnit jeho stav klidu nebo jednotného pohybu.

Byl bych rád, kdyby někdo tento názor zmařil koncepčně nebo matematicky.

Komentáře

• To je fascinující a toto vysvětlení jsem nikdy ‚ neslyšel. Říkáte, že setrvačnost je způsobena křivkou v prostoru kolem hmoty.Když tlačím hmotu (a čelím setrvačnosti), vše, co opravdu dělám, je tlačit ji “ do kopce “ křivky v prostor. To říkáš? Takže skutečná gravitace a setrvačnost jsou přesně stejné?
• @foolishmuse: v tomto případě netlačíte hmotu do kopce, tlačíte samotný kopec (nebo pokles nebo křivku). Ano, jsou to stejné jevy, rozdíl je pouze v tom, jak o nich mluvíme. Mluvíme o gravitaci jako vlivu prostorového zakřivení jednoho tělesa na druhé. Setrvačnost je vliv prostorového zakřivení jednoho těla na sebe, proti změně jeho stavu pohybu / odpočinku. Oba jsou způsobeny zakřivením prostoru. Proto jsou obě masy stejné, protože je to stejná hmota, která je způsobuje. Nemusíte věnovat pozornost -ve hlasům, jsou tu někteří blízcí lidé.
• Díky. Druhou částí vaší dřívější odpovědi, kterou potřebuji trochu víc, je způsob, jakým jste ‚ přirovnali hmotnost a energii k ohýbání časoprostoru. Chápu, jak jsou hmotnost a energie stejné pod e = mc2. ‚ Zajímalo by mě, jestli je to energie, která způsobuje ohyb časoprostoru? Nebo je to hmota? Nebo je nelze pro tuto diskusi oddělit a to, co způsobuje ohýbání časoprostoru, je něco, čemu se říká massenergy?
• @foolishmuse: Nikdy jste to neslyšeli, protože to pravděpodobně není zmíněno v žádné knize ani ve fyzikální literatuře. Je to moje vlastní myšlení. Byl bych ohromen, kdyby to někdo mohl koncepčně nebo matematicky nesouhlasit.
• @foolishmuse: Energii a klidovou hmotu v tomto případě pravděpodobně nelze oddělit. Ale to se stává trochu komplikovaným (nebo mi to není jasné), když začnete zahrnovat kinetickou energii. To by však nemělo vadit, pokud jde o pochopení základního konceptu setrvačnosti / gravitace. Možná budete chtít dále prozkoumat zahrnutím KE do procesu. Musím víc přemýšlet, ale nemyslím si, že se změní ekvivalence gravitace / setrvačnosti.

Gravitace a setrvačnost nejsou stejné. Setrvačnost je „změnou“ těžiště. Pokud jsou gravitace a setrvačnost stejné, pak není žádný rozdíl mezi rychlou koulí a zakřivenou koulí!