Il Principio di Equivalenza

Abbiamo sottolineato come in riferimento in volo libero, non si avverta il peso. Questo lo sapeva anche Newton, per il quale ogni esperimento sul moto avviene come se la gravità non ci fosse. Einstein si spinge avanti; arguisce che non solo gli esperimenti sul moto ma qualsiasi esperimento fisico debba avere gli stessi esiti che in ogni altro riferimento inerziale. Anche quelli condotti con la luce, per esempio.

Questo è un passo analogo a quello che fece estendendo il principio di relatività galileiano a tutti i fenomeni fisici. Ora l'idea è questa: un ascensore in caduta libera è equivalente in tutto e per tutto a un riferimento inerziale: tu entra nell'ascensore, fai tagliare il cavo, e vedrai che ti dimentichi che la gravità esiste (e non solo ).

Questo può anche non piacere, e come abbiamo accennato implica delle conseguenze notevoli, ma sono gli esperimenti a decidere. Ricordi quali sono gli esperimenti chiave, che confermano la teoria?

Fig. 2: Un campo gravitazionale è equivalente a un'accelerazione.

Se così stanno le cose, ecco cosa si può affermare:

Ciò significa anche che una forza apparente è equiparabile alla gravità. Pensateci bene: l'astronave in figura 1 NON è un riferimento inerziale, in quanto è un riferimento accelerato. Come si può essere sicuri di NON essere invece immersi in un campo gravitazionale? Se è valido il PE non si può. Dunque un sistema di riferimento dove è presente un campo ravitazionale NON è inerziale.

Riconsiderate ora la vecchia questione: la Terra è un sistema di riferimento inerziale? No! E non perchè ruota intorno al Sole (e tra l'altro abbiamo stradetto che noi non ne avvertiamo il campo), e nemmeno per via della rotazione diurna (che può essere trascurata per piccoli intervalli di tempo e di spazio), ma a causa della presenza della gravità, che è equiparabile a una forza apparente.