愛因斯坦廣義相對論的一條假設，即引力質量等同慣性質量；與狹義相對論中的慣性系等價假設，光速不變原理假設以及廣義相對論中的自然法則在所有系中等同同為愛因斯坦四大假設。
基本介紹
- 中文名：愛因斯坦第三假設
- 性質：第三假設
- 人物：愛因斯坦
- 原文：Slaven
廣義相對論,質量的兩種不同表述,驗證,第三假設,
廣義相對論
一個極其不可思議的世界
谷銳譯 原文：Slaven
廣義相對論的基本概念解釋：
為了理解廣義相對論，我們必須明確質量在經典力學中是如何定義的。
質量的兩種不同表述
首先，讓我們思考一下質量在日常生活中代表什麼。“它是重量”？事實上，我們認為質量是某種可稱量的東西，正如我們是這樣度量它的：我們把需要測出其質量的物體放在一架天平上。我們這樣做是利用了質量的什麼性質呢？是地球和被測物體相互吸引的事實。這種質量被稱作“引力質量”。我們稱它為“引力的”是因為它決定了宇宙中所有星星和恆星的運行：地球和太陽間的引力質量驅使地球圍繞後者作近乎圓形的環繞運動。
現在，試著在一個平面上推你的汽車。你不能否認你的汽車強烈地反抗著你要給它的加速度。這是因為你的汽車有一個非常大的質量。移動輕的物體要比移動重的物體輕鬆。質量也可以用另一種方式定義：“它反抗加速度”。這種質量被稱作“慣性質量”。
因此我們得出這個結論：我們可以用兩種方法度量質量。要么我們稱它的重量（非常簡單），要么我們測量它對加速度的抵抗（使用牛頓定律）。
人們做了許多實驗以測量同一物體的慣性質量和引力質量。所有的實驗結果都得出同一結論：慣性質量等於引力質量。
牛頓自己意識到這種質量的等同性是由某種他的理論不能夠解釋的原因引起的。但他認為這一結果是一種簡單的巧合。與此相反，愛因斯坦發現這種等同性中存在著一條取代牛頓理論的通道。
驗證
日常經驗驗證了這一等同性：兩個物體（一輕一重）會以相同的速度“下落”。然而重的物體受到的地球引力比輕的大。那么為什麼它不會“落”得更快呢？因為它對加速度的抵抗更強。結論是，引力場中物體的加速度與其質量無關。伽利略是第一個注意到此現象的人。重要的是你應該明白，引力場中所有的物體“以同一速度下落”是（經典力學中）慣性質量和引力質量等同的結果。
現在我們關注一下“下落”這個表述。物體“下落”是由於地球的引力質量產生了地球的引力場。兩個物體在所有相同的引力場中的速度相同。不論是月亮的還是太陽的，它們以相同的比率被加速。這就是說它們的速度在每秒鐘內的增量相同。（加速度是速度每秒的增加值）
引力質量和慣性質量的等同性是愛因斯坦論據中的
第三假設
愛因斯坦一直在尋找“引力質量與慣性質量相等”的解釋。為了這個目標，他作出了被稱作“等同原理”的第三假設。它說明：如果一個慣性系相對於一個伽利略系被均勻地加速，那么我們就可以通過引入相對於它的一個均勻引力場而認為它（該慣性系）是靜止的。
讓我們來考查一個慣性系K’，它有一個相對於伽利略系的均勻加速運動。在K 和K’周圍有許多物體。此物體相對於K是靜止的。因此這些物體相對於K’有一個相同的加速運動。這個加速度對所有的物體都是相同的，並且與K’相對於K的加速度方向相反。我們說過，在一個引力場中所有物體的加速度的大小都是相同的，因此其效果等同於K’是靜止的並且存在一個均勻的引力場。
因此如果我們確立等同原理，兩個物體的質量相等只是它的一個簡單推論。 這就是為什麼（質量）等同是支持等同原理的一個重要論據。
通過假定K’靜止且引力場存在，我們將K’理解為一個伽利略系，（這樣我們就可以）在其中研究力學規律。由此愛因斯坦確立了他的第四個原理。
