Связь между инертной и гравитационной массами
Определение масс
Инертная масса отвечает за сопротивление тела ускорению. Это масса, фигурирующая в законе Ньютона $F = ma$, где $F$ — сила, действующая на тело, $m$ — инертная масса, а $a$ — ускорение тела.
Гравитационная масса определяет силу, с которой тело притягивается к другим телам по законам гравитации. Она входит в закон всемирного тяготения Ньютона $F = G \frac{m_1 m_2}{r2}$, где $G$ — гравитационная постоянная, $m_1$ и $m_2$ — гравитационные массы взаимодействующих тел, $r$ — расстояние между центрами масс.
Принцип эквивалентности
Принцип эквивалентности утверждает, что инертная и гравитационная массы равны друг другу. Это фундаментальный постулат общей теории относительности Альберта Эйнштейна, который говорит, что явления гравитации и ускоренного движения неразличимы.
Экспериментальные подтверждения
Равенство инертной и гравитационной масс проверено с высокой точностью во множестве экспериментов, начиная от маятника Торричелли до современных экспериментов с атомными часами. Все они подтверждают, что соотношение между этими массами остаётся постоянным.
На уровне квантовой механики и общей теории относительности ( E = mc2 ) также демонстрирует эквивалентность энергии и массы, подчёркивая глубинную связь всех явлений природы.
Эта эквивалентность имеет глубокие последствия для понимания природы пространства и времени, что делает её одной из центральных тем современной физики.
Категория: Физика
Теги: общая теория относительности, гравитация, эквивалентность