慣性質量和引力質量為何不同?如果兩者不相等會怎麼樣?
當我第一次聽說慣性質量和引力質量,是兩個不同的物理量時非常驚訝,但是稍微一深究,就會發現兩者確實存在本質的區別。
1、慣性質量:描物體慣性大小的量,也可以理解為物體產生慣性大小的能力;
2、引力質量:描述物體產生萬有引力大小的量,也可以理解為物體產生引力大小的能力;
兩者一對比,本質就是慣性力和引力的對比,當然是不同的物理量,所以慣性質量和引力質量是有本質區別的,兩者只是單位一樣而已。
很多人理所當然地認為:慣性質量和引力質量,都是質量,沒有區別。
就如古人理所當然地認為:不受力的物體會向下落、只有力才能使物體運動、太陽繞著地球轉一樣。這就是一個常識誤區。
「兩個鐵球同時落地」實驗眾人皆知,伽利略還從邏輯上,論證過這個問題,叫做——落體佯謬。
在「慣性質量等於引力質量」的前提下,我們很容易推導出「兩個鐵球同時落地」的結論。
那麼問題來了!
要是「慣性質量≠引力質量」,會出現兩個鐵球不同時落地嗎?
我們假設兩者相差係數α,
即m(引)=αm(慣),
於是有:
GMm(引)/r^2=m(慣)a;
那麼改變後的重力加速度a=αg;
即是說,慣性質量≠引力質量的話,兩個鐵球還是會同時落地,只是重力加速度變了,變為原來的α倍。
慣性質量等於引力質量,在科學歷史上,很長一段時間都是未解之謎,牛頓力學解釋不了其中原因。
直到1915年,愛因斯坦把慣性質量等於引力質量(α=1),作為基本假設,即等效原理,建立了廣義相對論。
人們才真正明白「慣性質量等於引力質量」的深層含義,慣性質量和引力質量是廣義相對論下,同一本質的不同表現而已。
另外,實驗物理學家們,也在實驗上驗證了該原理,實驗精度達到10^(-12)數量級,均證實了「α=1」,至少目前的實驗手段,看不出任何偏差。
※三體問題真的無解嗎?也許這就是大自然,對科學家深深的惡意!
※NASA向全世界發出邀請,把你的名字刻在飛船上,一起去太陽旅行!
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