denklik ilkesi

Fizik yasaları, bize kütlenin iki farklı türünün varlığından bahseder. Gravitasyonel (yerçekimsel) kütle ve eylemsizlik kütlesi.

Gravitasyonel kütle, cisimlerin ne kadar kütleçekimsel kuvvet uygulayacağının ölçüsüdür. Kütle büyüdükçe yarattığı kütleçekimsel etki de artar. Dolayısıyla büyük kütleli bir cisim yer tarafından daha büyük bir kuvvetle çekilir.

Eylemsizlik kütlesi ise, cisme bir kuvvet uygulandığında harekete karşı gösterdiği direncin ölçüsüdür. Cismin kütlesi ne kadar büyük olursa, ivme kazandırılması da o kadar zor olur.

Deneyler sonucunda, bu iki kütlenin eşit olduğu ölçülmüştür. Bu iki kütlenin eşit çıkması uzun zaman boyunca, Einstein'in altında yatan anlamı kavrayıp denklik ilkesini ortaya atana kadar şaşırtıcı bir tesadüf olarak görülmüştür.

Bu iki kütle çeşididin eşit olmasının nihai sonucu da, her cismin yeryüzüne aynı şekilde düşeceğidir. Newton'un ikinci yasası gereğince uygulanan kuvvetin kütleye oranı ivmeyi verir. İki farklı cisimden kütlesi büyük olan, yer tarafından aynı oranda büyük bir kuvvetle çekileceğinden cisimlerin kuvvet-kütle oranları eşit çıkar ki bu da cisimlerin yere düşerkenki ivmelerinin aynı olduğunun göstergesidir(g=yerçekimi ivmesi). Kısaca herşey aynı g ivmesiyle yere doğru çekilir ve düşüş boyunca birbirleri arasındaki mesafe sabit kalır(hava sürtünmesi olmadığı sürece tabi ki).

Serbest düşmekte olan asansör içindeki insanlar, her an aynı ivmeyle aşağı aşağı düşeceğinden birbirlerini durgun olarak görür ve hareket ettiklerinin farkına varmazlar. Yaptığı gözlemler, dış uzayda yaptığı gözlemlerle aynı sonucu verecektir.Tersten düşünecek olursak uzayın herhangi kütleçekimsel etkilerden yeterince uzak bir bölgesinde, Dünya'nın yerçekimine eşit ancak zıt büyüklükte giden aracın içindeki insanlar, aracın yarattığı eşit ivmeyle tabana doğru çekilirler ve bir nevi “sanal yerçekimi” oluşturur.

Einstein, bu düşünce deneyinin sonucunda kapalı bir araçtaki gözlemcilerin, bir gezegenin üzerinde mi durduğunu yoksa sabit ivmeyle hareket mi ettiğini anlamasının hiçbir zaman mümkün olamayacağı sonucuna varmıştır. Dolayısıyla kütleçekimsel kuvvetin etkileri kavranmak istendiğinde, gezegende yapılan deneylerle ivmelenen bir araçta yapılan deneyler aynı sonucu verecektir. Bu özdeşlik te “denklik ilkesi “ olarak adlandırılır.