Redaktion og opdatering af indholdet på denstoredanske.dk er indstillet pr. 24. august 2017. Artikler og andet indhold er tilgængeligt i den form, der var gældende ved redaktionens afslutning.

  • Artiklens indhold er godkendt af redaktionen

ækvivalensprincippet

Oprindelig forfatter BF Seneste forfatter Redaktionen
(se ill. til fysik)

Ækvivalensprincippet. Einsteins elevator er et tankeeksperiment, som illustrerer en konsekvens af ækvivalensprincippet i den generelle relativitetsteori. Ækvivalensprincippet fastslår, at fysiske fænomener i et accelereret koordinatsystem foregår, som om der eksisterer et tyngdefelt modsat rettet accelerationen. En person i en opad accelereret elevator opfatter sig selv som værende i hvile, men påvirket af et nedadrettet tyngdefelt. Dette fiktive tyngdefelt vil krumme en lysstråle på samme måde, som lyset afbøjes i et egentligt tyngdefelt, fx ved passage forbi Solen. For en iagttager, der ikke er accelereret, vil lysets bane være retlinjet.

Ækvivalensprincippet. Einsteins elevator er et tankeeksperiment, som illustrerer en konsekvens af ækvivalensprincippet i den generelle relativitetsteori. Ækvivalensprincippet fastslår, at fysiske fænomener i et accelereret koordinatsystem foregår, som om der eksisterer et tyngdefelt modsat rettet accelerationen. En person i en opad accelereret elevator opfatter sig selv som værende i hvile, men påvirket af et nedadrettet tyngdefelt. Dette fiktive tyngdefelt vil krumme en lysstråle på samme måde, som lyset afbøjes i et egentligt tyngdefelt, fx ved passage forbi Solen. For en iagttager, der ikke er accelereret, vil lysets bane være retlinjet.

ækvivalensprincippet, antagelse i Einsteins almene relativitetsteori om, at man ikke kan skelne mellem tyngdekræfter og fiktive kræfter (se fiktiv kraft), som fx forekommer under retlinjede accelerationer i modsat retning af bevægelsen. Mere præcist formulerede Einstein det såkaldte svage ækvivalensprincip således: Udfaldet af et lokalt mekanisk eller elektromagnetisk eksperiment er uafhængigt af, om laboratoriet befinder sig i hvile i et tyngdefelt eller bevæger sig i et inertialsystem med en acceleration svarende til feltets tyngdeacceleration. Princippet har umiddelbare observerbare konsekvenser. Fx vil lys ikke følge en retlinjet bane i et accelereret system, og det samme vil da gælde for lysets udbredelse i et tyngdefelt. Denne afbøjning af lys i Solens tyngdefelt blev første gang observeret i 1919. Med radioteleskoper studeres i dag rutinemæssigt afbøjningen af radiobølger fra fjerne kvasarer, når bølgerne passerer tæt forbi en galakse, se gravitationslinse.

En anden konsekvens af det svage ækvivalensprincip er, at forskellige genstande vil falde lige hurtigt i et tyngdefelt, som allerede påvist af Galilei. På Einsteins tid var det eksperimentelt bestemt, at legemer med forskellig kemisk sammensætning faldt lige hurtigt i Jordens tyngdefelt med en nøjagtighed på ni betydende cifre. Senere er nøjagtigheden vist at gælde til mindst 12 betydende cifre.

Einstein generaliserede det svage ækvivalensprincip til et udsagn om, at et hvilket som helst ikke for udstrakt, frit faldende og ikke roterende laboratorium ikke kan skelnes fra et lokalt inertialsystem ved udførelse af ethvert fysisk eksperiment. Dette såkaldte stærke ækvivalensprincip betyder bl.a., at ikke blot små genstande, men også store genstande, der holdes sammen af indre gravitationskræfter, vil falde lige hurtigt i et tyngdefelt. Dette forhold kan testes ved fx at undersøge, om Jorden og Månen falder med samme acceleration i Solens tyngdefelt. Alle hidtidige forsøg har vist fuld overensstemmelse med såvel det svage som det stærke ækvivalensprincip.

Annonce

Referér til denne tekst ved at skrive:
Bjørn Felsager: ækvivalensprincippet i Den Store Danske, Gyldendal. Hentet 22. april 2019 fra http://denstoredanske.dk/index.php?sideId=184568