引力产生的加速度,引力不一定是加速度

tuenhai.com 20180209

tuenhai.com :很多相对论的解释说:引力就是加速度,但是实际举的例子却是错误的,鉴于此,有必要专门说一下,引力未必等于加速度

千万不要忘记力是有方向的,如果连这个基础知识也忘记了,那么引力是不等于加速度的。不要辩解说,你举的例子是为了说明力的大小一样,没有考虑方向性。不要忘记,我们研究的是相对论的时空效应,物体运动引起的空间的变化和时间的变化都是有方向的

下面从一本相对论科普书中摘录一段话:

加速度就是引力,引力就是加速度,他们在物理性质上是完全等价的,这个我把它叫做等效原理。对于任何参考系来说,我们都可以把它分解为一个在引力场中的惯性系来考虑,这样一来,所有的参考系就平等了,参考系与参考系之间就没有任何区别了。比方说,你在地球上一列匀速直线运动的火车中做物理实验,我可以理解为是在一个施加了地球引力的惯性系中做实验;同样,如果我在太空中一部加速上升的电梯中做实验,假设上升的加速度刚好等于地球的重力加速度的话,那么在没有等效原理之前,我们只能认为这部电梯不是一个惯性系,但是现在,我们可以看成是在一部地球上的、静止的电梯中做实验

我们来剖析一下这段话

在太空中加速上升的电梯中做实验,和在地球上的、静止的电梯中做实验,有相同的地方,有不同的地方。太空电梯中的惯性力和地球电梯中的引力相等,观测者分辨不出两者的区别,从这个方面来说没有问题。但是,我们知道这二者相同是为了计算相对论时空效应,相对论时空效应是有方向的,方向错了就全错了

人站在无引力的太空电梯中,电梯以地球引力加速度向上飞行,把这个情况类比到人站在地球上就成了这样:地球托着人以同样加速度向上飞行,或者理解成人吸引住了地球。很明显,地球上的实际情况正好相反,依照这样的例子去计算地球引力的时空效应,得到的结果和实际是相反的,如果谁能从这样错误的例子理解相对论效应,那么这个人是反人,什么事都要跟他反着说,他才会理解

修正后的表达是这样的:

我在无引力的太空中的静止电梯中做实验,我下降加速度刚好等于地球的引力加速度。无引力的太空就是惯性参考系,我是在惯性参考系中做实验。依照等效原理,我可以看成是在一部地球上的、静止的电梯中做实验,地球的引力环境是假惯性参考系,我在假惯性参考系中做实验。惯性参考系和非惯性参考系的动力学效应相同,其中的两类观察者都能用各自的方式去正碓描述事实,所以这两种分析方法是等效的,这就是弱等效原理

引力就是加速度,这句话可以是对的,也可以是错的,引力和加速度都是有方向的,如果两者方向匹配,那么这句话是对的;如果两者方向不匹配,那么这句话是错的。照理来说,默认情况下两者的方向应该是匹配的,遗憾的是,我找了许多资料,他们的例子都举错了,这说明他们说的“引力就是加速度”是错误的

因为已经积非成是,我们不能简洁表达成“引力就是加速度”,更准确的表达是是这样的:物体受到的引力和物体在无引力环境下向引力来源方向的加速度等效
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