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◆等価原理の捉え方

解釈?妄想?

 等価原理の捉え方

一般相対論の「等価原理」は加速するエレベーターを想定した場合、局所的には「加速」なのか「重力」なのかは区別できず、 それは「等価」であるというものです。
そのため、加速質量と重力質量は同じであると。。。

最初にこの「仮想実験」の話を読んだときに、「あ!そうか」と思ったのが次の点。

  • 重力によって落ちているように見えるのは実は何の力も受けていない状態
  • 力を受けているのは地上にある観測器(人など)

ニュートン力学では力が物体を加速するとされます。同じ力を加える場合物体の質量によって加速は変わります。しかし重力場中の物体はその質量の大小に関わらず同じ加速をします。
これは重力による力は質量と等しくなり、重い場合は大きい力が、軽い場合は小さな力が働くためとされます。

「等価原理」では物体は力を受けて落ちるのではなく、基本となる座標が変わっていくだけなので、質量のいかんにかかわらず、同じように落ちます。
力による「加速」は重力場の中で落ちることなく踏ん張る場合に発生するのです。

 運動エネルギー

運動エネルギーはあくまで相対的な速度によるものなので、地上で踏ん張っている物体は、加速を受け続ける結果、無限遠から落ちてくる質点に対して、運動エネルギーを溜め続けていることになります。

 座標が変わるとは

座標の方が変わるというのは実は正確ではありません。変わり方も含めて座標空間になっているのです。

変わり方を含む座標で変わらずにいるには力が必要となるのです。地表にとどまるには質量に比例した力が必要となります。

 反重力物質はあり得ない

物質が落ちるのは重力という「力に引かれる」からではありません。

その空間にある限り落ちていくのです。質量がプラスであろうとゼロであろうとマイナスであろうと無関係です。

仮にマイナスのエネルギーがあり加速する力と逆に動くとしても、重力作用によって落ちます。物質やエネルギーの性質ではなく、時空の性質だからです。

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