Einstein a observat că nu există nicio diferență între „masa inerțială” și „masa gravitațională”.
De regulă, când se introduce conceptul de masă trebuie făcută diferența dintre „masa inerțială” și „masa gravitațională”. Apoi se aduce în discuție „principiul echivalenței” descoperit de Einstein, care și-a dat seama că o persoană aflată într-o cabină închisă (sau într-o rachetă, ca în imaginea de mai sus) nu poate spune dacă se află pe suprafața Terrei (senzația normală pe care o ai când stai pe Pământ, unde „accelerația gravitațională” este 9,81 m/s2) sau undeva în spațiul interstelar, unde nu se resimte nicio gravitație, dar cabinei i se impregnează o accelerație de 9,81 m/s2. Nu se poate spune, așadar, dacă accelerezi ori ești într-un câmp gravitațional.
Se mai spune că cele două mase sunt identice, dar nu este clar de ce.
• Masa inerțială este descrisă de ecuația:
F = m·a
unde m este masa inerțială, F este forța, iar a este accelerația.
Pe scurt, „masa inerțială” este rezistența la accelerație a unui corp.
Masa inerțială este măsurată prin aplicarea unei forțe cunoscute asupra unei mase necunoscute și măsurând accelerația rezultată. Cum știm forța și accelerația, aflăm masa folosind ecuația de mai sus.
• Masa gravitațională o surprindem în altă ecuație, legea gravitației universale a lui Newton:
F = G·m1·m2/r2
unde F este forța de atracție, m1 este masa gravitațională a corpului 1 (cum ar fi Soarele), m2 este masa gravitațională a corpului 2 (cum ar fi Terra), G este o constantă gravitațională (ceva introdus în ecuație pentru a avea rezultate ale calculelor în acord cu constatările concrete cu privire la cum merg lucrurile în realitate), iar r este distanța dintre corpuri.
Pe scurt, masa gravitațională determină forța exercitată asupra unui alt obiect prin câmpul gravitațional.
Forța gravitațională este măsurată prin compararea forței gravitaționale exercitate de o masă necunoscută cu forța gravitațională exercitată de o masă cunoscute.
• Einstein, așadar, prin extraordinarul său experiment mental, stabilește o echivalență între cele două tipuri de masă și pune un pilon fundamental pentru formidabila sa teorie a relativității generale, care este teoria la zi cu privire la gravitație. Einstein mai spune că „aceeași calitate a unui corp se manifestă ca „inerție” și ca „greutate”, în funcție de situație”.
• În universul „einsteinian”, nu există însă nicio forță gravitațională. Masa și energia, care sunt echivalente, curbează spațiu-timpul. Ceea ce pare a fi accelerație gravitațională a unui corp este doar o mişcare uniformă într-un spaţiu comprimat în mod progresiv; pe măsură ce te apropii de un corp masiv, ca Terra, spațiu-timpul este din ce în ce mai curbat, distanțele fiind progresiv comprimate.
Şi dacă nu există gravitaţie în sens clasic, newtonian, atunci şi conceptul de masă gravitaţională este unul fictiv. Singura masă din univers este cea care îi oferă inerţie unui corp, masa inerțială.
• Într-un câmp gravitațional un corp nu simte acea „împingere” pe care o resimte atunci când i se aplică o forță și accelerează. Dacă ai fi lăsat la 10 km deasupra solului, în absența aerului, nu ai simți că accelerezi, ci ai fi în cădere liberă, așa cum ai simți și dacă ai fi în spațiul interplanetar, unde gravitația nu este resimțită. Dacă nu ai vedea că are loc o apropiere între tine și solul terestru (ai fi legat la ochi), nu ai putea ști dacă ești „suspendat” undeva în spațiu ori te apropii de un corp masiv, ca Terra. Pentru că nu „simți” nicio accelerație.
• Dacă nu există masă gravitațională, atunci este simplu de înțeles de ce corpuri cu mase diferite se deplasează (cad) către un corp masiv în același ritm. Obiectele nu sunt „atrase” de Terra, ci sunt inerțiale într-un spațiu comprimat de masa enormă a Pământului.
A fost demonstrat experimental că un fulg și o bilă masivă de metal, eliberate de la o anumită înălțime, ating suprafața terestră în exact aceeași secundă. Citește acest articol pentru două demonstrații video (una, în fapt, realizată chiar pe Lună!!).
Citește și:
→ Nu există accelerație reală într-un câmp gravitațional
→ De ce atunci când suntem în cădere liberă, în fapt, nu accelerăm
