¿Está mal la explicación endecha del principio de equivalencia?

Question

La explicación común/tropo por el principio de equivalencia siempre tiene algo que ver con que se está dentro de un ascensor o una nave espacial, y su supuesta incapacidad para diferenciar, digamos, la gravedad de un cohete, o la caída libre de ser inmóvil en el espacio vacío. Por ejemplo, la Wikipedia dice que "está en reposo sobre la superficie de la Tierra es equivalente a estar dentro de una nave espacial (lejos de cualquier fuente de gravedad) que está siendo acelerado por sus motores". Muchas otras fuentes dicen cosas similares, a menudo haciendo amplio, generalizaciones como "no hay ninguna medida que usted puede hacer para distinguir los dos escenarios."

No es que simplemente claramente erróneo? Campos gravitacionales no son homogéneos. Aquí en la Tierra, un reloj en el suelo se ejecuta más lentamente que un reloj en la mesa, y tenemos relojes de precisión suficiente para medir estas pequeñas diferencias debido a la gradiente gravitacional. Pero no un reloj en una aceleración de la nave espacial correr a la misma velocidad sin importar el lugar en el barco que te puse?

He buscado en la parte superior de 50 preguntas sobre el principio de equivalencia y se encontró esta respuesta que habla sobre los efectos de la marea en campos gravitacionales, pero la explicación es muy confuso. Como lo que yo puedo decir, parece estar diciendo que la "atracción" entre las partículas que surge como resultado de ligeramente diferente gravedad de los vectores es de alguna manera equivalente a la actual de la mutua atracción gravitacional de las partículas deben tener ausente externo de la gravitación de campo. No veo cómo eso podría ser el caso.

También en que la respuesta es un enlace a esta explicación de las fuerzas de marea y el principio de equivalencia, que parece decir lo contrario: que las fuerzas de marea son, de hecho, una característica distintiva entre la aceleración de la gravedad y la aceleración del cohete, y que el principio de equivalencia sólo se aplica exactamente a lo suficientemente pequeño como puntos en el espacio a través de una pequeña suficiente duración, donde los efectos de la marea son insignificantes.

Sé que lo que me parece más correcta para mí, pero como yo no soy un experto en este campo, sería un verdadero experto por favor, arrojar algo de luz sobre estos diferentes puntos de vista del principio de equivalencia?

Answer 1

Pero no un reloj en una aceleración de la nave espacial correr a la misma velocidad no importa dónde en el barco que te puse?

Sorprendentemente, la respuesta es que, incluso en el contexto de SR, no.

Resulta que la aceleración de un objeto extendido es bastante sutil.

Es decir, no podemos hablar de manera significativa de la aceleración de un objeto extendido.

Esencialmente, el "frente" (?) de la nave acelera menos que el 'back' (en la parte inferior?) de la nave, si la nave no es para estirar y eventualmente fallar estructuralmente.

Por lo tanto, los relojes en la parte delantera (superior) de correr más rápido que los relojes en la parte posterior (inferior) como sería el caso de los relojes en reposo a diferentes alturas, con un potencial gravitatoria.

Este es en realidad bien conocida y la que mejor se entiende en el contexto de Rindler observadores.

Tenga en cuenta que Rindler observadores con menor constante de la coordenada x se la aceleración más difícil de mantener! Esto puede parecer sorprendente, porque en La física newtoniana, los observadores que mantener constante la distancia relativa deben compartir la misma aceleración. Pero en la física relativista, vemos que al final el extremo de una varilla que se ve acelerado por algunos la fuerza externa (paralela a su eje de simetría) debe acelerar un poco más difícil que el principal punto final, o bien, en última instancia debe romper.

Ahora, esto no significó para responder a su pregunta de carácter general, sino, más bien, para abordar la cuestión en particular citado en la parte superior.

Answer 2

¿Por qué una manzana caer de un árbol? ¿Por qué todos los objetos de acelerar hacia la tierra en $9.8$ $m/s^2$? El "out-of-the-box de la respuesta" es que los objetos en sí no se mueven. Es el suelo que las prisas! Independientemente de que adjunto para el árbol o no, la manzana de Newton es suspendido inmóvil: es la superficie de la tierra que acelera y cumple con la manzana. Esta simple visión inmediatamente explica por qué todos los objetos, independientemente de su masa acelerar en el mismo ritmo de $9.8$ $m/s^2$.

A la derecha?

A menos que usted es un 'piso-earther' los de arriba, probablemente, viene a través como absurdo total. Pero el punto aquí es que no hay absolutamente nada que puedas hacer que podría convencer a mí para volver a mi posición, a menos que usted traiga en la imagen a gran escala de características tales como la curvatura que la tierra. Es decir, usted tiene que introducir la no-local a efectos de la fuerza de mí en la aceptación del concepto de la gravedad. No efectos locales, tales como la diferencia en la dirección entre la aceleración de manzanas caen de los árboles ubicados lejos el uno del otro. Tales diferencias en la aceleración de la gravedad representan la verdadera firma de la gravedad, y son conocidos bajo el genérico de la etiqueta 'los efectos de la marea'.

No hay locales de medición que se puede hacer en la caída de la manzana que la prueba de la tierra 'corriendo' modelo equivocado. Este es, en esencia, el principio de equivalencia de Einstein: en cualquier pequeña región del espacio-tiempo de la gravedad es equivalente a la aceleración uniforme.

Answer 3

Pete Brown escribió un ensayo que se refiere a este, ver http://arxiv.org/abs/physics/0204044 y tenga en cuenta la comilla por Synge, en la página 20:

"Nunca he sido capaz de entender este principio. Qué significa que los efectos de un campo gravitatorio son indistinguibles de los efectos de un observador de la aceleración? Si es así, es falso. En la teoría de Einstein, existe un campo gravitatorio o no hay ninguno, según el tensor de Riemann no hace o hace desaparecer. Esta es una propiedad absoluta; no tiene nada que ver con cualquier observador mundo de la línea de ... El Principio de Equivalencia se realiza la oficina esenciales de la partera en el nacimiento de la relatividad general, pero, como Einstein comentó, el bebé nunca han ido más allá de su larga ropa de no haber sido por Minkowski del concepto [de la geometría espacio-tiempo]. Sugiero que la partera ser enterrado con los adecuados honores y los hechos de absoluta espacio-tiempo se enfrentan."

En mi opinión, como un hombre que "las raíces de la relatividad", el principio de equivalencia es sólo un principio, ni un duro-y-rápido regla de oro. Estar en una aceleración de la nave espacial es como de pie sobre la superficie de la Tierra, pero no es exactamente el mismo. El principio de equivalencia se aplica a un infinitesimal solamente en la región, una región de cero grado, a no real de la región. Ver Einstein Leyden Dirección donde se refirió a un campo gravitatorio como homogénea en el espacio? De pie en un planeta en la no homogeneidad del espacio es como la aceleración a través del espacio homogéneo, pero no es exactamente el mismo.