اصل هم‌ارزی

اصل هم‌ارزی (به انگلیسی: equivalence principle)، با کاوش‌های موفقِ محققانی از جمله گالیلئو گالیله، لورند اوتوو، و آلبرت اینشتین، این ایده را بیان می‌کند که همه اجرام در یک مسیر یکسان سقوط می‌کنند. اصل هم‌ارزی یکی از مفاهیم بنیادی در نظریه نسبیت عام است. این اصل دربارهٔ مفاهیمی است که با هم‌ارزی جرم گرانشی و جرم لختی و همچنین دربارهٔ ادعای اینشتین مبنی بر اینکه قوانین فیزیک در یک دستگاه مرجع با شتاب یکنواخت، با یک میدان گرانشی یکنواخت، یکسان هستند، سر و کار دارند.

ساده‌ترین راه برای انجام آزمایشِ اصل هم‌ارزی ضعیف، آن است که دو جسم از توده یا ترکیبات مختلف را همزمان در خلاء رها کنید، می‌بینید که هر دو همزمان به زمین برخورد خواهند کرد.

چنین آزمایشی نشان می‌دهد که تمام اجرام، زمانی که اصطکاک (از جمله مقاومت در برابر هوا) ناچیز است، در یک نسبت یکسان سقوط می‌کنند. در آزمایش‌های پیچیدهٔ بیشتر، از نوعی تعادلِ چرخش، اختراع شده توسط اوت ووس  استفاده می‌شود. از آزمایش‌های ماهواره‌ای نیز، برای آزمایش‌های دقیق ترِ این اصل در فضا استفاده می‌شود، اِستپ  یکی از این برنامه‌هاست.^ M.C.W.Sandford (2008). "STEP: Satellite Test of the Equivalence Principle". Rutherford Appleton Laboratory. Retrieved 2011-10-14.

فرمولاسیون اصل هم‌ارزی عبارت است از:
 اصل هم‌ارزی ضعیف: مسیرِ نقطهٔ توده در یک میدان گرانشی، تنها به مکان و سرعت اولیه آن بستگی دارد، و مستقل از ترکیب آن است.^ Paul S Wesson (2006). Five-dimensional Physics. World Scientific. p. 82. ISBN 981-256-661-9.
 اصل هم‌ارزی انیشتین: نتیجه هر آزمایش غیر گرانشی محلی، در یک آزمایشگاه نشان می‌دهد که جرم، آزادانه و مستقل از سرعت آزمایشگاهی و محل آن، در فضازمان سقوط می‌کند.هشتک Haugen, Mark P. ; C. Lämmerzahl (2001). Principles of Equivalence: Their Role in Gravitation Physics and Experiments that Test Them.
 اصل هم‌ارزی قوی نیاز به هر دو مورد بالا دارد.

 انقلاب علمی 
مقاله اصلی: گرانش

کارِ مدرن بر روی نظریه گرانشی، با کارِ گالیلئو گالیله در اواخر قرن ۱۶ و اوایل ۱۷ آغاز شد. به گفته وِی (هر چند احتمالاً جعلی^ Ball, Phil (June 2005). "Tall Tales". Nature News. doi:10.1038/news050613-10) با آزمایشِ رها کردن توپ از برج پیزا، و بعد از آن با اندازه‌گیری دقیق تمایلِ رو به پایینِ توپ، گالیله نشان داد که گرانشِ شتابِ تمام اشیاء در یک نسبت یکسان است. این یک حرکت رو به جلوی بزرگی پس از ارسطو بود، زیرا که وی اعتقاد داشت، اجرام سنگین‌تر، شتاب سریع‌تری دارند.^ Galileo (1638), Two New Sciences, First Day گالیله فرض را بر این گذاشت که مقاومت هوا دلیل آن است که اجرامِ سبک‌تر ممکن است، آهسته‌تر در فضا سقوط کنند. کار گالیله، صحنه را برای تدوین نظریه گرانشی نیوتن آماده می‌کند.

 منابع 

رده:آلبرت اینشتین
رده:اصل‌ها
رده:شبه‌نیرو
رده:شتاب
رده:فلسفه اخترشناسی
رده:مفاهیم فیزیکی
رده:نسبیت عام
رده:هم‌ارزی