Qual è la relazione tra gravità e inerzia?

Einstein ci ha detto che la gravità e linerzia sono identiche.

Sì, Einstein ha detto che la gravità e linerzia sono identiche, nonostante le persone nei commenti dicano tu al contrario. Questo è un errore comune derivato in parte dallequazione di Einstein della massa gravitazionale con la massa inerziale (nel suo principio di equivalenza), ma principalmente semplicemente perché la gravità e laccelerazione sembrano fenomeni diversi.

Si potrebbe dire che gravità e inerzia sono identici e che il campo gravitazionale e laccelerazione sono coppie induttive (simili al campo elettromagnetico e alla corrente elettrica). Un campo gravitazionale induce accelerazione e laccelerazione induce un campo gravitazionale.

Dallarticolo di Einstein del 1918: On the Foundations of the General Theory of Relativity… http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/49

“Linerzia e la gravità sono fenomeni di natura identica.” – Albert Einstein

In una lettera che Einstein scrisse in risposta a Reichenbacher …. http://einsteinpapers.press.princeton.edu/vol7-trans/220

“Passo ora alle obiezioni contro la teoria relativistica del campo gravitazionale. Qui, Herr Reichenbacher dimentica prima di tutto largomento decisivo, ovvero che luguaglianza numerica tra massa inerziale e gravitazionale deve essere ricondotta a unuguaglianza di essenza . È noto che il principio di equivalenza realizza proprio questo. Egli (come Herr Kottler) solleva lobiezione contro il principio di equivalenza secondo cui i campi gravitazionali per domini spazio-temporali finiti in generale non possono essere trasformati. Non riesce a vedere che questo non ha alcuna importanza. Ciò che importa è solo che si sia giustificati in qualsiasi istante ea volontà (a seconda della scelta di un sistema di riferimento) per spiegare il comportamento meccanico di un punto materiale per gravitazione o per inerzia.Non è necessario di più; per ottenere l equivalenza essenziale di inerzia e gravitazione non è necessario che il comportamento meccanico di due o più masse devono essere spiegabili come un mero effetto di inerzia dalla stessa scelta di coordinate. Dopotutto, nessuno nega, ad esempio, che la teoria della relatività speciale renda giustizia alla natura del moto uniforme, anche se non può trasformare tutti i corpi privi di accelerazione insieme in uno stato di quiete con la stessa scelta di coordinate “. – Albert Einstein

Dal libro di Albert Einstein: Il significato della relatività, pg 58

“… In effetti, attraverso questa concezione arriviamo al unità della natura di inerzia e gravitazione . Infatti, secondo il nostro modo di vedere, le stesse masse possono apparire o sotto lazione dellinerzia da sola (rispetto a K) o sotto lazione combinata di inerzia e gravitazione (rispetto a K ). La possibilità di spiegare luguaglianza numerica di inerzia e gravitazione in base allunità della loro natura dà a la teoria generale della relatività, secondo la mia convinzione, una tale superiorità rispetto alle concezioni della meccanica classica, che tutte le difficoltà incontrate devono essere considerate piccole rispetto al progresso. ” – Albert Einstein

Qui e in altri luoghi Einstein sottolinea specificamente lequivalenza di gravità e inerzia, e non semplicemente lequivalenza di massa gravitazionale e inerziale.

… Ma è qui che siamo rimasti in sospeso: che gravità e inerzia sono entrambe identiche e uguali? È linerzia della gravità? O è linerzia della gravità?

Sì, questo è il punto in cui siamo rimasti in sospeso.

Qual è il passo successivo oltre a dire che gravità e inerzia sono entrambe identiche e uguali?

Il prossimo passo sarebbe risolvere in maggiore dettaglia la fisica dellinerzia. Puoi cercare cose come “fonte di inerzia” per avere unidea di come alcuni fisici in passato hanno affrontato questo problema. La mia sensazione è che quando il mistero dellinerzia sarà più o meno risolto, laffermazione di Einstein sullequivalenza di gravità e inerzia sarà convalidata.

Commenti

• Grazie mille per questo. ‘ sto per pubblicare un romanzo in cui il personaggio principale ha un interesse simile al mio. Nel paragrafo finale propone la sua tesi di dottorato “Misure nel principio di equivalenza utilizzando lenti gravitazionali pulsar binarie per valutare idee di massa inerziale e gravitazionale in quattro dimensioni. ” Sembra che sia seguendo perfettamente i consigli del tuo ultimo paragrafo per ulteriori studi sul campo.
• Ben fatto. Sarebbe interessante vedere cosa trova nella sua tesi.
• Questo articolo è stato appena pubblicato oggi: nbcnews.com/mach/science/ … Sembra che questi ragazzi abbiano battuto il personaggio del mio libro nello studio. Vabbè.

Einstein ci ha detto che gravità e inerzia sono identiche. E dal fatto che due masse diverse cadono alla stessa velocità, credo che si possa dire che gravità e inerzia sono uguali …

Come nel commenta, questa non è una resa accurata del principio di equivalenza come prima rifletté Einstein. Piuttosto, che “gravitazione e massa inerziale sono uguali” è come dovrebbe essere letto. Ci sono due caratteristiche distinte di un corpo: massa gravitazionale e massa inerziale. La prima misura “la forza di accoppiamento” di un corpo con un campo gravitazionale come la concepiva Newton – misura la forza che un campo gravitazionale “standardizzato” esercita su un corpo. Questultimo misura la resistenza di un corpo alla spinta; misura quanto impulso è necessario impartire a un corpo per cambiare la sua velocità di una quantità standardizzata. In termini più sperimentali: il primo misura quanto un corpo allungherà una molla equilibrio quando appeso alla bilancia in un campo gravitazionale standardizzato. Questultimo ha a che fare con la velocità con cui un corpo si muove dopo essere stato spinto da una data macchina spintore a impulsi standardizzata. A prima vista, questi sono esperimenti molto diversi e due molto diversi proprietà. Eppure, corpi con inerzie differenti cadono con la stessa accelerazione in un campo gravitazionale. Se questo è veramente vero, allora lunico modo in cui ciò può accadere è se le due diverse proprietà – massa inerziale e massa gravitazionale – sono Possiamo quindi disporre le nostre definizioni in modo che la costante di proporzionalità sia unità e chiamare i due uguali.Ma il risultato chiave che consente questa uguaglianza è la proporzionalità e la dimostrazione della proporzionalità è stata il risultato confermato dallesperimento di Eötvös.

Qual è il passo successivo oltre dicendo che la gravità e linerzia sono entrambe identiche e uguali?

Dopo molte più riflessioni, questo portò Einstein alla teoria della relatività generale. In molte spiegazioni profane è spesso implicito che il principio di equivalenza è il risultato chiave che porta a GTR e che GTR dovrebbe in qualche modo risultare ovvio per il lettore da esso. Questo non è affatto vero. Lequivalenza era un indizio molto iniziale. Essendo stato largomento più importante strombazzato nei primi documenti di Einstein del 1907 circa, si ritrae in secondo piano e la sua presenza in GTR è in realtà piuttosto sottile.

Un modo per trattare il suggerimento di equivalenza è riflettere che esiste unaltra situazione importante nella fisica classica in cui la forza su un corpo è proporzionale alla sua massa e che è in sistemi di riferimento non inerziali (come nellascensore spaziale in costante accelerazione spesso pubblicizzato). Dal punto di vista di un osservatore non inerziale, i corpi sperimentano forze di nessuna origine evidente in proporzione alla loro massa inerziale, esattamente come accade per la gravità.

Quindi forse la superficie della Terra non è una cornice inerziale? Infatti nella relatività generale classica, questo è esattamente ciò che sta accadendo. La relatività generale postula che lo spazio e il tempo formano una curva in generale (in un senso tecnico – non aspettarti di afferrare questa nozione con semplici immagini visive; vedere anche qui ) e che il movimento dei corpi liberi è lungo le geodetiche in questo collettore. Se qualcosa non si muove lungo una geodetica, allora una forza proporzionale alla sua inerzia la massa deve agire per dare origine a questo movimento non geodetico. Inoltre, la relatività generale postula che una nozione generalizzata di energia dia origine a questa curvatura. Quindi, sulla superficie di un corpo massiccio come la Terra, lenergia di stress della Terra dà origine a una curvatura dello spaziotempo tale che le geodetiche sono tutte traiettorie che accelerano verso il centro della Terra, con unaccelerazione $ g $ sulla superficie terrestre.

Tuttavia, la fisica non gravitazionale “rovina tutto” e “si intromette”. Un corpo che cade verso il centro della Terra non può farlo per ragioni di fisica dello stato solido: cose solide come le superfici della Terra e i piedi non possono passare luna nellaltra. Quindi si trova un equilibrio in cui la Terra spinge indietro le piante dei nostri piedi (o i nostri sederi e le gambe se “siamo seduti) in modo da accelerare costantemente verso lalto allontanandoci dal movimento geodetico al ritmo di $ g $ metri al secondo quadrato accelerazione.

Ma se togliamo questi processi fisici allo stato solido, facendo cadere un corpo del bordo di un tavolo, diciamo, allora subirà brevemente un movimento geodetico tale che noi, nel nostro sistema di riferimento non inerziale (fermo rispetto alla superficie terrestre), vedi il corpo che subisce unaccelerazione indipendente dalla sua massa inerziale.

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• ” facendo cadere un corpo del bordo di un tavolo, diciamo, quindi subirà brevemente un movimento geodetico tale che noi, nel nostro sistema di riferimento non inerziale (stazionario rispetto alla Terra ‘ s surface), vedi il corpo che subisce unaccelerazione indipendente dalla sua massa inerziale. ” Con questo intendi t come cade il corpo lungo la curva dello spaziotempo tra il tavolo e il suolo?
• @foolishmuse Voglio dire che segue il percorso geodetico attraverso lo spazio e il tempo fino a quando non tocca il suolo, sì

Bene Linerzia e la gravità sono le stesse a livello fondamentale.

Inertia – Un corpo a causa della sua massa (energia), crea un tuffo di spazio intorno ad esso. Quel tuffo fa sì che sia necessaria una forza per modificare lo stato del corpo. Quindi provoca inerzia.

Gravità – La stessa caduta (curva) dovuta alla massa (energia) del corpo si manifesta come gravità per altri corpi.

Quindi, la loro origine è la stessa e cioè curvatura dello spazio.

Linerzia non è altro che la gravità del corpo che agisce su se stesso contro ogni cambiamento di stato. Quindi la massa gravitazionale e quella inerziale sono le stesse.

La mia opinione è che la gravità e linerzia siano gli stessi fenomeni. Sono due facce della stessa medaglia.

La curvatura dello spazio per massa / energia di un corpo si manifesta come gravità per altri corpi.

La stessa curvatura dello spazio si manifesta come inerzia del corpo, quando proviamo a cambiare il suo stato di riposo, o movimento uniforme.

Sarei felice se qualcuno fallisse questa vista concettualmente o matematicamente.

Commenti

• Questo è affascinante e ‘ non ho mai sentito questa spiegazione. Stai dicendo che linerzia è causata dalla curva nello spazio attorno alla massa.Quando spingo una massa (e affronta linerzia), tutto ciò che faccio è spingerla ” su per la collina ” della curva in spazio. È quello che stai dicendo? Quindi davvero la gravità e linerzia sono esattamente la stessa cosa?
• @foolishmuse: non stai spingendo la massa in salita in questo caso, stai spingendo la collina (o il dislivello o la curva) stessa. Sì, sono gli stessi fenomeni, lunica differenza è come ne parliamo. Parliamo della gravità come influenza della curvatura spaziale di un corpo su un altro. Linerzia è linfluenza della curvatura spaziale di un corpo su se stesso, contro il cambiamento del suo stato di movimento / riposo. Entrambi sono causati dalla curvatura dello spazio. Ecco perché le due masse sono uguali perché è la stessa massa che causa le due. Non è necessario prestare attenzione ai voti -ve, ci sono alcune persone di mentalità chiusa là fuori.
• Grazie. Ora laltra parte della tua risposta precedente su cui ho bisogno di un po di più è il modo in cui ‘ hai equiparato massa ed energia rispetto alla flessione dello spaziotempo. Capisco come massa ed energia siano la stessa cosa sotto e = mc2. Quello che ‘ mi chiedo è se è lenergia che causa la flessione dello spaziotempo? O è la massa? O non possono essere separati per questa discussione e ciò che causa la flessione dello spaziotempo è qualcosa chiamato energia di massa?
• @foolishmuse: Non lhai mai sentito perché probabilmente non è menzionato in nessun libro o letteratura di fisica. È il mio pensiero. Sarei impressionato se qualcuno potesse disapprovarlo concettualmente o matematicamente.
• @foolishmuse: lenergia e la massa a riposo in questo caso probabilmente non possono essere separate. Ma questo diventa un po complicato (o non mi è chiaro) quando inizi a includere lenergia cinetica. Ma questo non dovrebbe avere importanza in termini di comprensione del concetto di base di inerzia / gravità. Potresti voler esplorare ulteriormente includendo KE nel processo. Ho bisogno di pensare di più ma non credo che lequivalenza di gravità / inerzia cambierà.

La gravità e linerzia non sono la stessa cosa. Linerzia è il “cambiamento” del centro di gravità. Se la gravità e linerzia sono le stesse, non cè differenza tra una palla veloce e una palla curva!