Mis on aeg?

milles m g = m. Täpsemate mõõtmeteni ei ole veel lihtsalt saadud. See näitab selgelt seda, et gravitatsioonivälja
on võimalik asendada inertsijõudude väljaga. Näiteks keerleva kosmoselaeva
tsentrifugaaljõud tõukab kehad kosmoselaeva välisseinte poole. Sein muutub keerlevas
kosmoselaevas põrandaks, millel on inimesel võimalik kõndida. Selline tekkiv tsentrifugaaljõud (
ehk inertsijõud ) on sarnane gravitatsioonijõuga. Niimoodi simuleeritakse gravitatsiooni
eksisteerimist kosmoselaevas.
Raske ja inertse massi võrdsust nimetatakse nõrgaks ekvivalentsusprintsiibiks, kuid tugevast
ekvivalentsusprintsiibist järeldub valguskiire kõverdumine gravitatsiooni poolt.
Kiirenevalt liikuvate süsteemide matemaatilisel kirjeldamisel jõutakse välja mittehomogeense
ruumi mõisteni. Massiivsete kehade ümber muutub ruum kõveraks. Seal hakkavad vabad kehad liikuma
kiirendusega. Sellega seletataksegi gravitatsiooni. Kõveras ruumis on vaba keha kiirendusega
liikumine niisama iseenesest mõistetav nähtus nagu ühtlane sirgjooneline liikumine „sirges“ ehk
eukleidilises ruumis.
Gravitatsioon on aegruumi kõverdus ehk seda kirjeldatakse aegruumi geomeetriaga.
Gravitatsiooniväli ei ole energiaväli, sest see ei sisalda energiat ehkki keha omab potentsiaalset
energiat gravitatsiooniväljas. Ja seega võime rääkida gravitatsioonist kui aegruumi väljast ( ehk aja
ja ruumi väljast ). Universumis on olemas kahte liiki mateeria väljasid: energiaväljad ja
aegruumiväljad.
1.2.3.2 Inertne ja raske mass
Erirelatiivsusteoorias käsitletakse ainult inertsiaalseid taustsüsteeme. Inertsiaalses taustsüsteemis
kehtib inertsi seadus. Inertsiseadus on see, et keha liigub ühtlaselt ja sirgjooneliselt seni kuni miski
seda olekut ei muuda. Tekib küsimus, et kui aja ja ruumi teisenemised ( s.t. aja dilatatsioon ja keha
pikkuse kontraktsioon ) toimuvad inertsiaalsetes taustsüsteemides, siis kas need võivad ilmneda ka
mitteinertsiaalsetes taustsüsteemides. Inertsiaalsetes taustsüsteemides tulevad aja ja ruumi
teisenemised esile liikumiskiiruse suurenedes, kuid mitteinertsiaalsed taustsüsteemid on
gravitatsiooniväljad. Gravitatsioonijõud ja koos sellega ka jõuväli on seotud keha massiga.
Inertsiaalsetes taustsüsteemides käsitletakse eelkõige inertset massi. Vastavalt Newtoni II seadusele
( F = ma ehk a = F/m ) iseloomustatakse inertse massiga keha inertsust ehk vastupanuvõimet
liikumisoleku muutumisele. Näiteks mida suurem on kehal mass, seda rohkem jõudu tuleb
rakendada, et keha hakkaks liikuma või jääks paigale. Kuid mitteinertsiaalsetes taustsüsteemides (
näiteks gravitatsiooniväljades ) kasutatakse raske massi mõistet. Mida suurem on kehal mass, seda
suurema gravitatsioonijõu see tekitab.
Nii Newtoni teises seaduses kui ka Newtoni gravitatsiooniseaduses on olemas mass. Mass on
keha inertsuse mõõduks – nii on see Newtoni teises seaduses, kuid massil on ka külgetõmbe
omadus – see seisneb Newtoni gravitatsiooniseaduses. Kuid kas raske mass ja inertne mass on siis
üks ja sama?
Newtoni gravitatsiooniseadus on teatavasti aga järgmine ( Maa raskusjõu korral ):
=
kus keha raske mass on m g , Maa raske mass on M M ja Maa raadius on R M . Gravitatsioonijõu
mõjul saab keha kiirenduse a, kuid mitte raskuskiirenduse ( ehk g ). Selline keha kiirendus peab
olema võrdeline keha inertse massi ja gravitatsioonijõu suhtega:
194