论惯性质量与引力质量的等价性
三种情形下引力质量与惯性质量等价关系的探讨
三种情形下引力质量与惯性质量等价关系的探讨
苑新喜
【期刊名称】《现代物理》
【年(卷),期】2024(14)3
【摘要】从“狭义相对论意义上的静质量是引力源”这一论点出发,分别对三种情形探讨了引力质量与惯性质量这二者的等价关系。
第一种情形是微观世界的基本粒子,诸如电子和质子这些粒子的引力质量与惯性质量明显不等价,这主要由于它们自身的电磁质量;第二种情形是宏观世界的中性物体,这些物体的引力质量与惯性质量几乎相等,这主要由于原子核的结合能;最后一种情形是宇观世界中的恒星(如太阳),这些恒星的引力质量与惯性质量不等价,这主要因为它们自身的核燃烧。
对于宇宙整体而言,宇宙总的引力质量在不断减少而总的惯性质量却保持不变,宇宙加速膨胀在某种程度上可能与此有关。
【总页数】6页(P118-123)
【作者】苑新喜
【作者单位】中国地质大学(武汉)数学与物理学院武汉
【正文语种】中文
【中图分类】O31
【相关文献】
1."比拟法"在三种特殊情形钢储罐基础设计中的应用探讨
2.三种情形下的交通损害赔偿,城乡标准相同
3.交通事故三种情形下可申请救助基金
4.确认用工关系,三种情形下受《民法典》约束
5.三种情形下平行投影的运用
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
引力质量与惯性质量
引力质量与惯性质量描述和认知一个物体，需要几个物理量。
物理量之间是关联的，测量某个物理量，往往要借助物体的其他性能。
例如，我们用天平称量物体的质量，就借助了引力的存在。
质量被定义为一个标量，是因为在历史上，人们并没有严格区分物体的质量与重量，质量有时被表述为物体所包含的分子（原子）的总数目，并没有和力联系在一起。
引力质量可以通过秤称量，此时物体的引力质量并未与引力严格捆绑在一起，而是与秤砣（参照物）相比较。
最早提出质量概念的是弗兰西斯·培根，他在1620年出版的《新工具》一书中，把质量定义为物体所含物质之量，并提出作用力依赖于质量。
1638年，伽利略在他的《关于力学和运动两门科学的对话》中写道：“我曾经做过实验，可以向你保证，从200英尺高处放下的一颗一两百磅甚至更重的炮弹，不会比一同放下的仅重半磅的炮弹领先一秒。
”这表明所有物体的重力加速度相同。
伽利略并没有当时没有严格将重量和质量区分开来。
伽利略在他的《原理》中还记录了他的另一个实验：两只等大的圆木盒，用11英尺长的细绳悬挂起来做成摆，一只盒内装入木料，另一只盒内装入等重的铅，玻璃，沙子等，两只摆的摆动周期是相同的，证明惯性质量和引力质量严格成正比，并与物体的材质无关。
其实，若不考虑空气阻力及摆绳与吊杆之间的摩擦力，不同质量的摆的摆动周期也应该是相同的，效果类同于不同重量物体的自由落体运动。
伽利略在否定亚里士多德将物体下落速度与物体重量成正比的错误观点后，首次提出了加速度的概念，指出作用力和物体产生的运动速度的变化成正比例。
1687年，牛顿在《自然哲学之数学原理中》正式引入了惯性质量的定义：物质固有的力，是每一个物体按其一定的量而存在其中的一种抵抗力，在这种力的作用下，物体保持原来的静止状态或者匀速直线运动状态。
在初中教材的牛顿第二定律中，采用的是一个理想化的数学模型，不考虑物体受到的引力、支撑力、离心力，物体被当作一个质点处理。
牛顿将质量定义为物体惯性大小的量度，这里的惯性质量在实践（试验）中应是指物体做平动时的惯性，在地球上可以认为是物体沿地球水平线运动时的惯性质量。
惯性质量与引力质量
惯性质量与引力质量物理作为一门自然科学，主要研究物质质量结构、物质的相互运动及其运动规律。
惯性质量与引力质量作为物理课程中的主要学习内容，通过分析可以发现，二者之间存在一定的关联性和等效性，本文将对惯性质量与引力质量的一些性质进行分析和研究，以供参考。
标签：惯性质量引力质量等效性前言惯性质量和引力质量是两种不同的物理概念。
据学者研究发现，二者之间既存在区别，也存在一定的联系，虽然从物理本性上来讲，引力和惯性是完全不同的两个概念，但针对二者的研究，依然成为了物理学者所关注的重点内容。
一、惯性质量和引力质量概述1.惯性质量从牛顿定律中可以发现，质量是用于衡量物体惯性的一种量度，大量实验曾表明，在同样的力度作用下，不同的物体所获得的加速度具有一定的差异性，这主要是由于受到了惯性质量的影响。
同时，物体所获得的加速度不同，不仅与其所受到的力度有关，同时也与物体自身的性质有关，部分物质可以维持其原有的运动形态，从而使物体之间的惯性存在差异[1]。
由此可见，惯性质量主要是指物体被看作质点时，其所产生惯性大小的一个量度。
在此过程中，只有实际物体进行平动时才可以被作为质点，因此也可以把惯性质量看成是物体在平動状态下的惯性大小量度表示。
2.引力质量引力的概念来源于万有引力，所有的物体都是引力场中的源泉，因此其也会受到引力场的作用，这在万有引力定律中得到了充分的体现。
如果说m1和m2可以分别用于表示两个物体所产生的引力场以及受力场，那其也可以被称为是物体各自的引力质量。
此时，我们用r来表示两个物体之间的距离，F表示作用于两个物体之间的万有引力，G作为一个常数，它的大小主要根据F、r以及m1和m2的单位或数值而决定。
根据万有引力定律可以发现，两个物体的引力质量mA和mB之间的比值，可以定义为其各自与另一个物体万有引力FA和FB的比值，并得出了公式mA∶mB=FA∶FB。
因此，利用测量引力的方法，可以通过对某一物体引力质量极其标准体的引力质量之间的比值，实现对它引力质量的测定。
45广义相对论简介
1971年，威勒（J.A.Wheeler）命名这样的事物 为“黑洞”，因为光无法从中逃逸。基于许多证据， 天文学家有许多他们认为可能是黑洞的候选天体（其 证据是：它们的巨大质量可以从其对其他物体的相互 作用中得到；并且有时它们会发出X射线，这被认为 是正在坠入其中的物质发出的）。 显示超级黑洞存在的一个线索是几十年前发现的 类星体（遥远星系中最明亮的物体）。类星体比它所 在的整个星系还亮几百倍，却比我们的太阳系还小。 在这么小的空间里怎么能发出那么强烈的光和辐射呢？ 一个可能的解释是黑洞。
四、广义相对论时空特性的几个例子 1. 光线的引力偏折 由于太阳造成时空弯曲，遥远星球发出的光线 经过太阳附近时会发生弯曲。 星球实 其偏转角： 际位置 理论值
1.75
太阳 地球
视影
实验观测值： 1919年5月29日发生日全食时，在 巴西和西非两个观测队所得的结果 是
和
1.98 0.12 1.61 0.30
施瓦氏用坐标的术语表述了它的“公制”概念： 在距离物体很远的地方，近似于一个带有一条用以表 示时间的附加t 轴的球坐标，另一个坐标r用作该处 的球坐标半径；而更远的地方，它只给出物体的距离。 然而当球坐标很小的时候，这个解开始变得奇怪 起来。在r=0的中心处有一个“奇点”，那里的时空 弯曲是无限的；围绕该点的区域内，球坐标的负方向 实际成为时间（而非空间）的方向。任何处于这个范 围内的事物，包括光，都会为潮汐力扯碎并被强迫坠 向奇点。这个区域被一个施瓦氏坐标消失的面与宇宙 的其他部分分离开来。 当时的人们并未为此担心，因为所有已知的物体 的密度都达不到使这个内部区域扩大到物体之外的程 度，即对于所有已知情况，施瓦氏解的这个奇怪部分 都不适用。
五、膨胀的宇宙 1. 星系谱线红移 1929年，美国天文学家哈勃观测到星系谱线 的红移现象，发现星系离开我们的退行速度为
24.4 惯性力 惯性质量和引力质量
24.4 惯性力 惯性质量和引力质量教学目标1、理解惯性力的概念，会在非惯性系中用惯性力解决问题。
2、理解惯性质量和引力质量不可区分。
引 入复习前学的惯性系和非惯性系，加速运动的车箱内桌面上固定的小球运动情况描述，车箱内的人和地面上的人的描述不同，原因何在？一、非惯性系和惯性力1、惯性系和非惯性系如果在一个参考系中牛顿定律能够成立，这个参考系称作惯性参考系，牛顿运动定律不能成立的参考系则是非惯性参考系．根据天文观察，以太阳系作为参考系研究行星运动时发现行星运动遵守牛顿定律，所以太阳系是一个惯性系。
相对于惯性系加速度为零的参考系也是惯性系。
相对惯性系作匀速直线运动的参考系也是惯性系。
相对惯性系作加速运动的参考系是非惯性系。
2、惯性力加速运动的列车是个非惯性参考系。
为了让牛顿定律在非惯性系中能够成立，引入惯性力惯性力的定义式：“－”号表示惯性力的方向与非惯性系的加速度方向相反．“m ”应该叫做惯性质量．惯性力的应用：解释超重现象：以加速上升的电梯为参考系，我们可以认为乘坐电梯的人除了受到重力的作用，还受到一个向下的惯性力，重力和惯性力的合力使人感受到了超重．求解力学问题：3、惯性力和引力爱因斯坦假想实验一：自由空间加速电梯 — 比较 — 引力场中静止的电梯考察 ：相对观察者静止的物体的运动，运动规律相同，但各自分析的原因不同，惯性力与引力的力学效应相同爱因斯坦假想实验二引力场中某一时空点自由下降电梯— 比较 —远离引力场的自由空间匀速运动的电梯惯性力可以“抵消”引力 自由下降的参考系— 等效 —惯性系结论：在这样两个参考系中得到的力学规律相同，即在引力场中的某一时空点自由下落的参考系和惯性系等效21世纪，人类在空间站中长期生活，为了克服失重带来的不利影响，可以将空间站设计成一个大转轮，绕轴自转，其上各点都有一个指向转动轴的向心加速度，因此，m a F i -=以空间站为参考系，与它一起旋转的物体都受到一个背离转动轴的惯性力，这就是所谓的人造重力．二、惯性质量和引力质量重力G＝mg，惯性力Fi=–ma,这两种力都与物体的质量成正比，但前者与引力相对应，反映物体吸引其它物体的能力，而后者是因为物体有惯性才产生的，我们把前者对应的质量叫引力质量，后者对应的质量叫惯性质量。
广义相对论
2、惯性力与引力 、 自由空间 加速电梯
比较
爱因斯坦假想实验之一
a=g
mI g 惯性力
引力场中静止 或匀速） （或匀速）的电梯
mG g 引力
两部电梯中考察: 两部电梯中考察 相对初态相同 mI = mg 运动规律相同 的物体的运动 惯性力与引力等效
3
爱因斯坦假想实验之二 引力场中某一时空 点自由下降电梯 远离引力场的自由空间 匀速运动的电梯
如果引力源质量M很大， 如果引力源质量 很大， 对应某 很大
1 2
−1 2
rs 值使
无限缓慢！ 无限缓慢！
例
M = 3M⊕ ≈ 6×10 kg
30
2GM =1 2 c rs
dτ = 0
黑洞
ρ= 10 k g/ m
18
2GM rs = 2 = 104 m c
r
3
s
视界半径
23
上述结果是对史瓦西场得出的。 上述结果是对史瓦西场得出的。 但是，注意到变换式： 但是，注意到变换式：
而某点附近小范围内 才可认为引力为常量
g
以该点的 引力强度 远离引力 场的 自由空间
5
2） “等效”仅就力 ） 等效” 学 效应，为弱等效！ 效应，为弱等效！
自由降落
3、广义相对论的等效原理 、 equivalence principle 惯性力与引力的一切物理效应 一切物理效应在局域内等效 惯性力与引力的一切物理效应在局域内等效 或说：在任何引力场中任一时空点， 或说：在任何引力场中任一时空点， 人们总可以建立一个自由下落的局域参考系， 人们总可以建立一个自由下落的局域参考系， 在这一参考系中狭义相对论所确立的物理规律 在这一参考系中狭义相对论所确立的物理规律 全部有效。 全部有效。 从对力学规律等效→ 从对力学规律等效→对全部物理规律等效 大胆推广！ 等效。 大胆推广！ “强”等效。
广义相对论简介
广义相对论广义相对论（General Relativity），是爱因斯坦于1915年以几何语言建立而成的引力理论，统合了狭义相对论和牛顿的万有引力定律，将引力改描述成因时空中的物质与能量而弯曲的时空，以取代传统对于引力是一种力的看法。
广义相对论是阿尔伯特·爱因斯坦于1916年发表的用几何语言描述的引力理论，它代表了现代物理学中引力理论研究的最高水平。
广义相对论将经典的牛顿万有引力定律包含在狭义相对论的框架中，并在此基础上应用等效原理而建立的。
在广义相对论中，引力被描述为时空的一种几何属性（曲率）；而这种时空曲率与处于时空中的物质与辐射的能量-动量张量直接相联系，其联系方式即是爱因斯坦的引力场方程（一个二阶非线性偏微分方程组）。
从广义相对论得到的有关预言和经典物理中的对应预言非常不相同，尤其是有关时间流逝、空间几何、自由落体的运动以及光的传播等问题，例如引力场内的时间膨胀、光的引力红移和引力时间延迟效应。
广义相对论的预言至今为止已经通过了所有观测和实验的验证——虽说广义相对论并非当今描述引力的唯一理论，它却是能够与实验数据相符合的最简洁的理论。
不过，仍然有一些问题至今未能解决，典型的即是如何将广义相对论和量子物理的定律统一起来，从而建立一个完备并且自洽的量子引力理论。
爱因斯坦的广义相对论理论在天体物理学中有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出。
有证据表明恒星质量黑洞以及超大质量黑洞是某些天体例如活动星系核和微类星体发射高强度辐射的直接成因。
光线在引力场中的偏折会形成引力透镜现象，这使得人们能够观察到处于遥远位置的同一个天体的多个成像。
广义相对论还预言了引力波的存在，引力波已经被间接观测所证实，而直接观测则是当今世界像激光干涉引力波天文台（LIGO）这样的引力波观测计划的目标。
此外，广义相对论还是现代宇宙学膨胀宇宙模型的理论基础。
牛顿经典力学,狭义相对论和广义相对论的区别
牛顿经典力学，狭义相对论和广义相对论的区别全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：牛顿经典力学、狭义相对论和广义相对论，是物理学中三种不同的理论体系，它们各自描述了不同的物理现象，并且在不同的条件下适用。
本文将着重探讨这三种理论之间的区别，并且分别阐述它们的基本原理和适用范围。
牛顿经典力学是最早形成的物理学理论，由英国科学家牛顿提出并完善。
它描述了质点在受力作用下的运动规律，是我们日常生活中常见的力学原理。
牛顿力学的基本原理包括牛顿三定律和万有引力定律。
牛顿三定律指出，物体的运动状态会受到外力的影响，而且物体会以恒定速度直线运动、保持静止状态或者改变速度和方向。
而万有引力定律描述了物体之间的引力与物体间的质量和距离成正比。
在经典力学中，时间和空间是绝对不变的，物体的运动是按照绝对时间和空间来描述的。
狭义相对论是由爱因斯坦提出的物理学理论，是对牛顿力学的一种修订和扩展。
狭义相对论主要研究的是高速运动物体的运动规律，特别是在接近光速的情况下。
相对论的基本原理包括相对性原理和光速不变原理。
相对性原理指出，物理规律在所有惯性参照系中都是一致的，而光速不变原理则是认为光速在真空中的数值是恒定不变的。
根据狭义相对论，时间和空间是相对的，不同的观察者会有不同的时间和空间测量。
质量也随着速度的增加而增加，而且速度越接近光速，质量的增加越明显。
广义相对论是爱因斯坦后来发展的物理学理论，它是对引力的一种统一理论，描述了引力场的性质以及物质在引力场中的运动规律。
广义相对论的基本原理是等效原理和爱因斯坦场方程。
等效原理认为，惯性质量与引力质量是等效的，即质量会影响物体的运动轨迹。
爱因斯坦场方程则描述了引力场的几何性质和物体如何响应引力场。
广义相对论的一个重要概念是时空弯曲，即质量和能量会扭曲时空，形成引力场。
在广义相对论中，时空是弯曲的，质量和能量决定了时空的形状，物体在时空中运动的轨迹是沿着弯曲的时空线。
牛顿经典力学、狭义相对论和广义相对论是三种不同的物理学理论，它们分别描述了不同的物理现象和运动规律。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
论惯性质量与引力质量的等价性
（李思奇应用物理）
摘要：在物理学中，质量是表示物体的一种固有属性。
从物理史的发展来看，质量有两种不同的定义，即惯性质量和引力质量，但是从现有实验来看，两种质量在数值上成正比，即两种质量是一致的。
因此牛顿力学中并没有对惯性质量和引力质量进行严格的区分。
两种质量的等效性通常被称为伽利略等效原理或弱等效原理。
本文论述了两者在牛顿力学里的表现和出现的困难,进一步讨论了惯性质量和引力质量在爱因斯坦理论中的统一,最后提出二者的等效性需要等待广义相对论正确性的最终确认。
关键词：惯性质量，引力质量，相对论
1引言
质量有两种不同的定义，即惯性质量和引力质量.牛顿运动定律中的质量为惯性质量,它反映了物体具有保持其原来运动状态不变的属性,即惯性,惯性质量是物体惯性大小的量度,定义惯性质量时没有涉及物体间的引力。
万有引力定律中出现的质量,即引力质量,反映了物体吸引其他物体的能力也反映了感受其他物体吸引的能力。
2惯性质量
根据牛顿第二定律:F=ma,同一物体获得的不同加速度与所受向应力的大小之间总存在如下的比例关系:
F1 a1=F2
a2
=F3
a3
=……..F n
a n
如果改用别的物体,依然有相似的比例关系,只是比例系数K的值不同。
牛顿第一定律指出,物体本身具有保持其原来运动状态不变的属性,即惯性。
实验证明,上述比例系数与物体的动状态和外力无关,也与物体的其他属性(如质料、硬度等等)无关,比例系数的不同数值,唯一反映了不同物体所具有的惯性大小的不同。
在外力相同的条件下,惯性大的物体不容易改变其运动状态,获得的加速度小,而惯性小的物体容易改变其运动状态,所获得的加速度大。
所以,相同的力作用于不同物体时产生不同的加速度,正是不同物体有不同惯性大小的表现。
为了定量地描述物体的惯性,需要引入一个物理量来量度物体惯性的大小,牛顿称之为“物质的量”,也称为“质量”,实际上应称为“惯性质量”。
惯性质量的量度可以人为规定为:各物体的质量和他们在相等大小的外力作用所获得加速度的大小成反比,即
若力一定，则m=1 a ,
如果以m1和m2分别表示两个物体的质量,以a1和a2分别表示他们在相同外力的作用下所获得的加速度的大小,则有:
m1 m2=a2 a1
若选定一个物体作为标准物体,规定它的质量单位,则另一个物体的质量就可以完全确定,同样地,还可以确定其他物体的质量大小。
国际单位制中,质量的单位为千克,惯性质量是标量。
3引力质量
引力质量的表述是：万有引力定律公式中的质量称为引力质量。
它表示物体产生引力场的源头或物体间引力作用的依托，一般用天平称得的物体质量就是物体的引力质量。
万有引力定律中出现的质量,反映了物体吸引其他物体的能力,也反映了感受其他物体吸引的能力,我们可以取两个相同的匀质球体,利用下列公式重新定义它们的质量。
:
m = FR2
G
F为两球之间的引力,R为这两个球心的距离,G为引力恒
量,这样定义的质量称为引力质量。
4引力质量与惯性质量得等价性
实验和经验都证明，物体的引力质量愈大，它的惯性质量也就愈大。
非常精密的实验证明，任何物体的惯性质量跟它的引力质量严格地成正比。
选择适当的单位，就可以使物体的引力质量等于它的惯性质量的数值，即引力质量的大小等于惯性质量的大小。
5引力质量与惯性质量的联系
有资料表明，从牛顿测量不同物体单摆的周期以检验惯性质量与引力质量是否相等开始，直到现在人们还在做惯性质量与引力质量相等的实验检验。
三百多年来，试验惯性质量与引力质量相等的精确度不断提高，牛顿时代的精确度为10-3数量级；1890年厄缶证明在10-8精度范围内两者相等；1922年爱德维斯精确度提高到3×10-9；1964年狄克把精确度提高到（1.3±1.0）×10-11；1971年勃莱根许和佩诺又将实验的精确度提高到10-12数量级。
所有的这些实验些实验，均证实了惯性质量与引力质量的测量值相。
牛顿力学理论是物理学史上最成功的理论之一,可以解释大量的动力学问题,最有说服力
的应用是在天体力学方面,海王星作为“笔尖上的发现”成为标志牛顿力学威力的最好例证。
然而,牛顿力学遇到的致命挑战,也是在天体力学领域中,那就是无法解释水星进动现象。
[4] 水星是距离太阳最近的一颗行星,根据牛顿力学的理论,它的轨道应该是一个封闭的椭圆轨道,然而,从1850年开始,天文观测发现水星轨道的观测结果和理论计算并不完全符合。
水星每绕日公转一圈,它的长轴也出现了转动,这被称之为水星的进动。
天文上已经观测到的水星进动值是△ N=5600″.73±0″.41,而根据牛顿力学的计算,水星进动值为每一百年△ N=5557″.62±0″.20,二者之间的差别仅有△ =△ 0-△ N=43″.11±0″.45。
[4]区区的43″/百年,却是用牛顿万有引力无法解释的大困难,甚至使得一些深信牛顿力学的天文学家猜测水星和太阳之间是否还有一颗行星,并开始着手寻找这颗可能存在的星体,然而却一无所获。
牛顿力学的另外一个问题是定义了一种地位非常特殊的参考系,那就是所谓的惯性系。
因此,当我们在非惯性系中处理问题的时候,会发现牛顿第二定律不再适用,必须要引入惯性力,如惯性离心力、科里奥利力等,这类力具有特殊的性质:能够使物体产生加速度,且加速度与被加速的物体的性质无关。
借助于适当的坐标变换,可以消除这类力,因此也把这类力称之为虚构力,牛顿认为真实力和虚构力是不同的,前者和产生该力的系统的物理性质有关,而后者则是由于选择了一个非惯性系所产生的。
那么为什么惯性系如此特殊,非惯性系为什么会出现虚构力呢?牛顿引入了绝对空间的概念来解释这个问题,绝对空间可以由选定的特定参考系表征,在这一参考系中不存在虚构的力,只有真实的力。
[6-7]按牛顿的观点,绝对空间是最理想的惯性系,而且是与外界任何事物无关的永恒不变的空间,这个理能令人信服。
第一个从哲学上反对牛顿的是马赫,他认为,局部空间的惯性效应(惯性力场)是由于远距质量的存在所引起的,如果没有远距恒星(例如,在空间中只有地球),则所有的参考系都是等效的,并且都是惯性系。
[8]爱因斯坦吸收了马赫的这一思想,并且发现在牛顿力学中,惯性力和引力有相似的性质,也就是对物体产生的加速度都和物体本身的性质无关。
他提出这样一个假想实验,如果有一个升降机处在一个没有引力场的空间中,而且升降机不发生任何转动,那么升降机就是一个惯性
参考系。
同时,如果一个升降机处在一个引力场中,没有转动,但是具有加速度,这个加速度恰好和引力场产生的加速度大小一致,那么在局域范围内,这个升降机仍然可以看做是一个惯性参考系,而且对于身处升降机中的观测者而言,做任何实验都不能将这两者区分开。
爱因斯坦从这个假想中发现了新理论的线索,提出了等效原理,突破了牛顿引力理论的框架,从而建立了全新的引力理论———广义相对论。
该理论一劳永逸地处理了惯性力场和局部引力场的联系,自然得出
了物体的惯性质量恒等于引力质量的结论。
惯性质量和引力质量等价的实验验证目前已经精确到了10-12数量级上,同时广义相对论从理论上论证了两者之间的等价,但是否可以肯定地下结论说惯性质量和引力质量是一回事呢?
5结论
如果能够确认爱因斯坦的广义相对论理论是正确的,那么“引力质量”与“惯性质量”在本质上的一致性就毫无争议了,因此确定广义相对论是否正确是解决这一疑问的关键。
爱因斯坦本人首先将广义相对论的场方程在物体质量不太大、速率不太高的极限情形下进行了推导,得到了牛顿万有引力的形式,证明了广义相对论在一般情形下可以等价于牛顿力学。
接着,爱因斯坦根据广义相对论理论完美解释了水星近日点进动的问题。
进一步,他提出了引力红移、光在引力场中偏折这样的实验验证。
在广义相对论中,只用一种质量来描述物体就可以了,也就是引起时空弯曲的原因是质量,引力不过是在弯曲时空中的一种表现,从而引力质量和惯性质量本质的一致性得到了解释。
当然,科学的发展从来都是一个曲折的不断逼近真理的过程。
也许两种质量本来就是一回事,根本没有必要区分;也有可能两种质量只是在我们的时空里恰好相等,在多维时空就完全不同。
这一切都要等待实验的进一步证实和理论的进一步完善。
参考文献
[1]谭淑梅,. 对惯性质量与引力质量相等的讨论[J]. 物理通报,2006,(5).
[2]韦德泉. 惯性质量与引力质量的关系探讨[J]. 山东教育学院学报,2003,
[3]黄玉梅,. 论惯性质量与引力质量[J]. 绵阳师范学院学报,2010,(5).。