等価原理は一般相対性理論の基礎となる原理である。これは、一様な重力場の影響と一様な加速度の影響は区別できないと仮定する。つまり、窓のない自由落下するエレベーターの中にいる観測者は、重力源から遠く離れた深宇宙にいる観測者と同様に無重力状態を経験するということであり、重力が幾何学的現象であるという概念的根拠を形成している。

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等価原理は一般相対性理論の基礎となる原理である。これは、一様な重力場の影響と一様な加速度の影響は区別できないと仮定する。つまり、窓のない自由落下するエレベーターの中にいる観測者は、重力源から遠く離れた深宇宙にいる観測者と同様に無重力状態を経験するということであり、重力が幾何学的現象であるという概念的根拠を形成している。
等価原理にはいくつかのバージョンが存在する。弱い等価原理は、重力場における点質量の軌道は、その初期位置と速度のみに依存し、その組成には依存しないと述べている。これは、ガリレオがすべての物体は同じ速度で落下するという観察の現代版である。アインシュタインの等価原理はこれを拡張し、自由落下する基準系におけるあらゆる局所的な非重力実験の結果は、時空におけるその基準系の速度と位置に依存しないと述べている。最後に、強い等価原理は重力実験自体を含み、小さな試験体の重力運動は、その初期位置と速度のみに依存し、その組成には依存しないと仮定している。
この原理は、特殊相対性理論と一般相対性理論を結びつけたアインシュタインの重要な洞察でした。これにより、彼は相対性原理を加速する基準系にまで一般化することができ、それを重力場と同一視しました。エレベーターに乗っている観察者の有名な思考実験は、このことを示しています。エレベーターが真空中で上向きに加速している場合、観察者は重力と同じ下向きの力を感じます。逆に、エレベーターが自由落下している場合、内部のあらゆるものは無重力状態になります。この等価性は、重力が空間を伝播する力ではなく、時空の曲率の現れであることを意味します。重力下で物体がたどる経路は、力によるものではなく、曲がった時空を通る最も直線的な経路(測地線)であり、ニュートン力学の概念とは根本的に異なるものです。
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等価原理
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