Mis on aeg? 3
UUs parandatud ja täiustatud väljaanne.
UUs parandatud ja täiustatud väljaanne.
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
nijõu mõjul liiguvad gravitatsio<strong>on</strong>iväljas vabad kehad kiirendusega. Üldrelatiivsusteooria <strong>on</strong> seepärast<br />
relativistlik gravitatsio<strong>on</strong>ivälja teooria.<br />
Gravitatsio<strong>on</strong>ijõu ja inertsijõu vahel ei ole mingisugust vahet. Sellisele ekvivalentsuseprintsiibile<br />
<strong>on</strong>gi üles ehitatud kogu üldrelatiivsusteooria. Sellist printsiipi tõestavad kõik eksperimentaalsed<br />
katsed, mis näitavad raske ja inertse massi samasust ehk võrdsust, kuid seda ainult teatud piirini:<br />
,<br />
milles m g = m. Täpsemate mõõtmeteni ei ole veel lihtsalt saadud. See näitab selgelt seda, et gravitatsio<strong>on</strong>ivälja<br />
<strong>on</strong> võimalik asendada inertsijõudude väljaga. Näiteks keerleva kosmoselaeva<br />
tsentrifugaaljõud tõukab kehad kosmoselaeva välisseinte poole. Sein muutub keerlevas<br />
kosmoselaevas põrandaks, millel <strong>on</strong> inimesel võimalik kõndida. Selline tekkiv tsentrifugaaljõud (<br />
ehk inertsijõud ) <strong>on</strong> sarnane gravitatsio<strong>on</strong>ijõuga. Niimoodi simuleeritakse gravitatsio<strong>on</strong>i<br />
eksisteerimist kosmoselaevas.<br />
Raske ja inertse massi võrdsust nimetatakse nõrgaks ekvivalentsusprintsiibiks, kuid tugevast<br />
ekvivalentsusprintsiibist järeldub valguskiire kõverdumine gravitatsio<strong>on</strong>i poolt.<br />
Kiirenevalt liikuvate süsteemide matemaatilisel kirjeldamisel jõutakse välja mittehomogeense<br />
ruumi mõisteni. Massiivsete kehade ümber muutub ruum kõveraks. Seal hakkavad vabad kehad liikuma<br />
kiirendusega. Sellega seletataksegi gravitatsio<strong>on</strong>i. Kõveras ruumis <strong>on</strong> vaba keha kiirendusega<br />
liikumine niisama iseenesest mõistetav nähtus nagu ühtlane sirgjo<strong>on</strong>eline liikumine „sirges“ ehk<br />
eukleidilises ruumis.<br />
Gravitatsio<strong>on</strong> <strong>on</strong> <strong>aeg</strong>ruumi kõverdus ehk seda kirjeldatakse <strong>aeg</strong>ruumi geomeetriaga.<br />
Gravitatsio<strong>on</strong>iväli ei ole energiaväli, sest see ei sisalda energiat ehkki keha omab potentsiaalset<br />
energiat gravitatsio<strong>on</strong>iväljas. Ja seega võime rääkida gravitatsio<strong>on</strong>ist kui <strong>aeg</strong>ruumi väljast ( ehk aja<br />
ja ruumi väljast ). Universumis <strong>on</strong> olemas kahte liiki mateeria väljasid: energiaväljad ja<br />
<strong>aeg</strong>ruumiväljad.<br />
1.2.3.2 Inertne ja raske mass<br />
Erirelatiivsusteoorias käsitletakse ainult inertsiaalseid taustsüsteeme. Inertsiaalses taustsüsteemis<br />
kehtib inertsi seadus. Inertsiseadus <strong>on</strong> see, et keha liigub ühtlaselt ja sirgjo<strong>on</strong>eliselt seni kuni miski<br />
seda olekut ei muuda. Tekib küsimus, et kui aja ja ruumi teisenemised ( s.t. aja dilatatsio<strong>on</strong> ja keha<br />
pikkuse k<strong>on</strong>traktsio<strong>on</strong> ) toimuvad inertsiaalsetes taustsüsteemides, siis kas need võivad ilmneda ka<br />
mitteinertsiaalsetes taustsüsteemides. Inertsiaalsetes taustsüsteemides tulevad aja ja ruumi<br />
teisenemised esile liikumiskiiruse suurenedes, kuid mitteinertsiaalsed taustsüsteemid <strong>on</strong><br />
gravitatsio<strong>on</strong>iväljad. Gravitatsio<strong>on</strong>ijõud ja koos sellega ka jõuväli <strong>on</strong> seotud keha massiga.<br />
Inertsiaalsetes taustsüsteemides käsitletakse eelkõige inertset massi. Vastavalt Newt<strong>on</strong>i II seadusele<br />
( F = ma ehk a = F/m ) iseloomustatakse inertse massiga keha inertsust ehk vastupanuvõimet<br />
liikumisoleku muutumisele. Näiteks mida suurem <strong>on</strong> kehal mass, seda rohkem jõudu tuleb<br />
rakendada, et keha hakkaks liikuma või jääks paigale. Kuid mitteinertsiaalsetes taustsüsteemides (<br />
näiteks gravitatsio<strong>on</strong>iväljades ) kasutatakse raske massi mõistet. Mida suurem <strong>on</strong> kehal mass, seda<br />
suurema gravitatsio<strong>on</strong>ijõu see tekitab.<br />
Nii Newt<strong>on</strong>i teises seaduses kui ka Newt<strong>on</strong>i gravitatsio<strong>on</strong>iseaduses <strong>on</strong> olemas mass. Mass <strong>on</strong><br />
keha inertsuse mõõduks – nii <strong>on</strong> see Newt<strong>on</strong>i teises seaduses, kuid massil <strong>on</strong> ka külgetõmbe<br />
omadus – see seisneb Newt<strong>on</strong>i gravitatsio<strong>on</strong>iseaduses. Kuid kas raske mass ja inertne mass <strong>on</strong> siis<br />
üks ja sama?<br />
212
Change language