Kako je otkriven princip ekvivalentnosti i šta pretpostavlja

Odredbe ovog principa odnose se na područje gravitacije i inercije. Princip ekvivalencije koji razmatramo je heuristički princip koji je primenio veliki Albert Ajnštajn kada je bio angažovan na razvoju svog najvećeg naučnog otkrića - opće teorije relativnosti.

U svom najopštijem obliku, Einsteinov princip ekvivalentnosti kaže da su sile gravitacijske interakcije između objekata direktno proporcionalne gravitacionoj masi tela, a inercijalne sile ovog tela, u ovom slučaju, proporcionalne su inercijskoj masi tela. A u slučaju kada su obe telesne mase jednake, nije moguće odrediti koja snaga djeluje na ovom telu.

Da bi dokazao ove zaključke, Ajnštajn je koristio ovaj eksperiment. Potrebno je zamisliti da su dva tela u liftu. Ovaj lift je beskrajno daleko od gravitacionih tela koja deluje na njega i pomera se sa ubrzanjem. U ovom slučaju, inercijalna sila deluje na sva tela koja su u liftu , a oni će imati određenu težinu.

Ako je lift stacioniran, tijela unutar nje takođe će imati težinu, što znači da će se sve mehaničke transformacije u oba lifta desiti na isti način. Ovaj efekat Ajnštajn proširuje se na sve fenomene mehanike, pa čak i na svu fiziku, onda zaključci naučnika dopunjuju osnovna načela jednakosti.

Danas neki istraživači veruju da se princip jednakosti može smatrati glavnim u čitavoj teoriji relativnosti, te stoga i gravitaciono polje neinercijalni referentni okvir. Međutim, takva izjava može se smatrati pouzdanom samo delimično. Poenta je u tome što svaki neinertijalni sistem u specijalnoj teoriji relativnosti A. Ajnštajna ima svoju osnovu uobičajeni linearni prostor-vrijeme. U opštoj teoriji, koja uključuje metrički koncept gravitacije, prostor-vreme je zakrivljeno. Ovo odstupanje objašnjava činjenica da metrički koncepti uopće ne sadrže globalne inercijalne sisteme. Ovdje se princip ekvivalencije može manifestovati samo ako zanemarimo samu krivinu.

Takođe je preporučljivo da se razlikuju slabe i jake varijante manifestacije principa ekvivalencije, čija razlika leži u činjenici da za male razdaljine između objekata ne postoje posebna odstupanja u postupcima zakona prirode, bez obzira na koji od ovih referentnih sistema ovi objekti su.

Osnovne temelje ove teorije formulisao je A. Einstein 1907. godine. Kada se razmatra značaj ovog principa na skali svih fizika, treba reći da otkriće Ajnštajna nastavlja i razvija Galileovu tvrdnju da sva tijela, bez obzira na njihovu masu, stiču ubrzanja u gravitacionom polju. Ova odredba dovela je do zaključka da je inercijalna masa ekvivalentna. Kasnije je ova ekvivalentnost merena i metrički, sa tačnošću do dvanaestog znaka.

Važno je napomenuti da je upotreba Ajnštajnovog otkrića djelotvorna samo za male prostorne zapremine, jer samo u takvim uslovima može se pretpostaviti da je gravitacija konstantna vrijednost.

Ajnštajn je proširio svoj princip ekvivalentnosti svim referentnim okvirima u stanju slobodnog pada, a takođe je razvio detaljnije koncept lokalnog sistema. Bilo je neophodno to učiniti zato što je u Univerzumu gravitaciono polje svuda prisutno, a gravitacija je varijabilna - ona se razlikuje od tačke do tačke, jer svaka tačka ima svoje parametarske karakteristike. Dakle, ovi sistemi, prema Ajnštajnu, ne treba identifikovati sa inercijalnim, što krši Njutnov prvi zakon.