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Principio de equivalencia

1907
  • Albert Einstein
Laboratorio moderno que demuestra el principio de equivalencia con un objeto en caída libre en una cámara de vacío.

El principio de equivalencia es una piedra angular de la relatividad general. Postula que los efectos de un campo gravitacional uniforme son indistinguibles de los efectos de una aceleración uniforme. Esto significa que un observador en un ascensor sin ventanas y en caída libre experimenta ingravidez, al igual que un observador en el espacio profundo, lejos de cualquier fuente gravitacional, lo que constituye la base conceptual de la gravedad como fenómeno geométrico.

The equivalence principle exists in several versions. The weak equivalence principle states that the trajectory of a point mass in a gravitational field depends only on its initial position and velocity, not on its composition. This is the modern version of Galileo’s observation that all objects fall at the same rate. The Einstein equivalence principle extends this, stating that the outcome of any local non-gravitational experiment in a freely falling reference frame is independent of the velocity and location of the frame in spacetime. Finally, the strong equivalence principle includes gravitational experiments themselves, positing that the gravitational motion of a small test body depends only on its initial position and velocity, not its constitution.

This principle was Einstein’s crucial insight that bridged special and general relativity. It allowed him to generalize the principle of relativity to include accelerating reference frames, which he then equated with gravitational fields. The famous thought experiment of an observer in an elevator illustrates this: if the elevator is accelerating upwards in empty space, the observer feels a downward force identical to gravity. Conversely, if the elevator is in free-fall, everything inside is weightless. This equivalence implies that gravity is not a force propagating through space, but a manifestation of the curvature of spacetime. The paths objects follow under gravity are not due to a force but are the straightest possible paths (geodesics) through a curved spacetime, a radical departure from the Newtonian concept.

UNESCO Nomenclature: 2211
- Relatividad

Tipo

Sistema abstracto

Disrupción

Revolucionario

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Galileo’s experiments on falling bodies
  • Newton’s law of universal gravitation (and the implicit equality of inertial and gravitational mass)
  • Relatividad especial

Aplicaciones

  • Fundación para la interpretación geométrica de la gravedad
  • sustenta toda la teoría de la relatividad general
  • Informa el diseño de sistemas de navegación inercial
  • utilizado en el entrenamiento de astronautas para la ingravidez

Patentes:

NA

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