Le principe du mach
Dans la physique théorique , en particulier au cours des examens des théories d'attraction universelle de , le principe du mach de est le nom donné par le Einstein à une hypothèse vague d'abord soutenue par le physicien et le mach d'Ernst de du philosophe . La large notion est ce " ; Le de masse là influence le here" de l'inertie ;. Ce concept était un facteur de guidage en développement d'Einstein de la théorie de de la relativité générale . À bien des égards, c'est un rapport vrai dans la théorie générale. Cependant, parce que ce principe est si vague, beaucoup de rapports distincts peuvent (et avoir été) être faits qui qualifieraient comme principe de mach de .
L'idée fondamentale apparaît également avant le temps du mach, dans les écritures du George Berkeley . Mouvement absolu ou relatif du de livre ? (1896) par le Benoît Friedländer et son frère Immanuel a contenu des idées semblables au principe du mach.
Le principe du mach
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Il y a une issue fondamentale dans la théorie de la relativité. Si tout le mouvement est relatif, comment pouvons-nous mesurer l'inertie d'un corps ? Nous devons mesurer l'inertie en ce qui concerne autre chose. Mais ce qui si nous imaginons une particule complètement seule dans l'univers ? Nous pourrions espérer avoir toujours une certaine notion de son état de rotation. Le principe du mach est parfois interprété comme rapport que l'état des telles particules de mouvement n'a aucune signification dans ce cas.
En mots du mach, le principe est appliqué comme suit : " de de
; l'investigateur doit sentir le besoin… de la connaissance des raccordements immédiats par exemple des masses de l'univers. Là planera avant lui comme perspicacité idéale dans les principes du problème dans son ensemble, duquel a accéléré et les mouvements à inertie résulteront de la même manière. " ;Le Albert Einstein a semblé regarder le principe du mach en tant que quelque chose le long des lignes de : " de de
; … l'inertie provient d'un genre d'interaction entre le " de corps… ;Dans ce sens, au moins quelques principes de mach sont liés au Holism philosophique . La suggestion du mach peut être prise comme injonction que les théories d'attraction universelle devraient être les théories apparentées . Einstein a introduit le principe dans la physique traditionnelle tout en travaillant sur la relativité générale . En effet c'était Einstein qui a inventé la première fois le principe du mach de d'expression. Il y a beaucoup de discussion de savoir si le mach a vraiment prévu pour suggérer une nouvelle loi physique puisqu'il ne l'énonce explicitement jamais.
L'écriture dans laquelle Einstein a trouvé l'inspiration du mach était " ; La Science de Mechanics" ; , où le philosophe a critiqué le idée de s de Newton 'de l'espace absolu , en particulier l'argument que Newton a donné à soutenir l'existence d'un système de référence advantaged : ce qui s'appelle généralement le " ; " de l'argument de seau du de Newton ;.
Dans son Philosophiae Naturalis Principia Mathematica , Newton a essayé de démontrer qu'on peut toujours décider si on tourne en ce qui concerne l'espace absolu, mesurant les forces apparentes qui surgissent seulement quand une rotation absolue est effectuée. Si un seau est rempli avec de l'eau, et fait pour tourner, au commencement l'eau reste toujours, mais d'autre part, graduellement, les murs du navire communiquent leur mouvement à l'eau, lui faisant la courbe et montent vers le haut les frontières du seau, en raison des forces centrifuges produites par la rotation. Newton dit que cette expérience de pensée de démontre que les forces centrifuges surgissent seulement quand l'eau est dans la rotation en ce qui concerne l'espace absolu (représenté ici par l'armature de référence solidal avec la terre, ou meilleure, les étoiles éloignées) ; au lieu de cela, quand le seau tournait en ce qui concerne l'eau aucune force centrifuge n'a été produite, ceci indiquant que ce dernier était toujours en ce qui concerne l'espace absolu.
Le mach, dans son livre, indique que l'expérience de seau démontre seulement que quand l'eau est dans la rotation en ce qui concerne le seau aucune force centrifuge n'est produite, et que nous ne pouvons pas savoir l'eau se comporterait si dans l'expérience les murs du seau étaient détaillés accru et largeur jusqu'à ce qu'elles soient devenues des ligues grandes. En idée du mach ce concept de mouvement absolu devrait être substitué avec un relativisme total dans lequel chaque mouvement, uniforme ou accéléré, a le sens seulement dans la référence à d'autres corps (le c. , un ne peut pas simplement indiquer que l'eau tourne, mais doit spécifier s'il tourne en ce qui concerne le navire ou jusqu'à la terre). Dans cette vue, les forces apparentes qui semblent permettre la discrimination entre le parent et le " ; absolute" ; des mouvements devraient seulement être considérés comme effet de l'asymétrie particulière qu'il y a dans notre système de référence entre les corps que nous considérons dans le mouvement, cela sont petit (comme des seaux), et les corps que nous croyons sommes toujours (la terre et les étoiles éloignées), qui sont primordialement plus grands et plus lourds qu'ancien. Cette même pensée avait été exprimée par le George Berkeley de philosophe en son De Motu de . Il n'est pas alors clair, dans les passages du mach juste mentionné, si le philosophe avait l'intention de formuler un nouveau genre d'action physique entre les corps lourds. Ce mécanisme physique devrait déterminer l'inertie des corps, d'une manière dont les corps lourds et éloignés de notre univers devraient contribuer les la plupart aux forces à inertie. Plus probablement, le mach a seulement suggéré un seul " ; redescription de mouvement dans l'espace comme expériences qui n'appellent pas le " de l'espace limite ;. Ce qui est à coup sûr, est le passage de ce mach interprété par Einstein de l'ancienne manière, lançant une discussion durable.
La plupart des physiciens croient que le principe du mach n'a été jamais développé en théorie physique quantitative qui expliquerait un mécanisme par lequel les étoiles peuvent avoir un tel effet. Bien qu'Einstein ait été intrigué et inspiré par le principe de Mach's, la formulation d'Einstein du principe n'est pas une acceptation fondamentale de la relativité générale . Il y a eu des tentatives de formuler une théorie qui est plus entièrement Machian, tel que la théorie de Sons-Dicke de , mais la plupart des physiciens arguent du fait qu'aucun n'a été entièrement réussi.
Le principe du mach dans la relativité générale moderne
Einstein-avant accomplir son développement de la théorie générale de relativité-a trouvé un effet qu'il a interprété en tant qu'étant évidence du principe du mach. Nous assumons un fond fixe pour la simplicité conceptuelle, construisons une grande coquille sphérique avec de la masse, et la plaçons tournant à cet arrière-plan. L'armature de référence à l'intérieur de cette coquille précédera en ce qui concerne le fond fixe. Cet effet est connu comme effet de Lense-Thirring de . Einstein a été ainsi satisfait de cette manifestation du principe du mach qu'il a écrit une lettre au mach exprimant ceci : " de de; il… s'avère que l'inertie provient d'un genre d'interaction entre les corps, tout à fait dans le sens de vos considérations sur l'expérience du seau de Newton… Si on tourne la coquille lourde de la matière relativement aux étoiles fixes autour d'un axe passant par son centre, une force de Coriolis surgit à l'intérieur de la coquille ; c'est-à-dire, le plan d'un pendule de Foucault est traîné autour (avec une vitesse angulaire pratiquement unmeasurably petite). " ;
L'effet de Lense-Thirring satisfait certainement la notion très de base et large qui " ; la matière là influence le here" d'inertie ; . Le plan du pendule ne serait pas traîné autour si la coquille de la matière n'étaient pas présente, ou si elle ne tournaient pas. Quant au rapport qui " ; l'inertie provient d'un genre d'interaction entre le bodies" ; , ceci aussi a pu être interprété comme vrai dans le cadre de l'effet.
Plus fondamentale au problème, cependant, est l'existence même d'un fond fixe, qu'Einstein décrit comme " ; le stars" fixe ;. Les relativists modernes voient les impressions du principe du mach dans le problème d'Initial-Valeur. Essentiellement, nous devons séparer l'espace-temps dans des tranches de temps constant. Quand nous faisons ceci, les équations d'Einstein de peuvent être décomposées un un en jeu d'équations qui doivent être satisfaisantes sur chaque tranche, et un ensemble différent qui décrit comment se déplacer entre les tranches. Les équations pour une tranche individuelle sont les équations différentielles partielles elliptiques généralement que ceci signifie que seulement une partie de la géométrie de la tranche peut être indiquée par le scientifique, alors que la géométrie partout autrement sera alors dictée par les équations d'Einstein sur la tranche.
Dans le cadre de d'un espace-temps plat asymptotiquement, les conditions de frontière sont donnés à l'infini. Heuristically, les conditions de frontière pour un univers asymptotiquement plat définissent une armature en ce qui concerne laquelle l'inertie a la signification. En exécutant une transformation de Lorentz de sur l'univers éloigné, naturellement, cette inertie peut également être transformée.
Voir également
Effet de Woodward de Principe de mach de
Armature à inertie
L'espace absolu
Éther luminifère
Le seau de Newton de
Armature-traînant
Théorie de Sons-Dicke de
Relativité générale
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