Почему гравитационная масса пропорциональна инертной?
Для определённости уточним, что
1) гравитационная масса - это величина, от которой зависят гравитационные эффекты ( тело, обладающее гравитационной массой искривляет пространство-время вокруг себя согласно ОТО).
2) инертная масса - это величина, являющаяся коэффициентом пропорциональности между ускорением тела и приложенной к нему силой в инерционной системе отсчёта. Или коэффициентом пропорциональности между скоростью тела и его импульсом.
Почему, чем больше массивное тело искривляет пространство-время, тем больше нужно приложить к нему силу для его ускорения? Есть ли какая-то общая причина в способности тела искривлять пространство-время и в его способности препятствовать своему ускорению?
Если способность тела препятствовать своему ускорению как-то связана с бозонами Хиггса, входящими в его состав, то следует ли из этого, что и способность тела искривлять пространство-время также связана с бозоном Хиггса?
ФизикаГравитация+2
Если рассматривать чисто качественно, то очевидно, что если тело движется с постоянной скоростью, то искривление им пространства-времени не изменяется (в инерционной системе отсчёта, связанной с телом гравитационное поле не изменяется). Если же тело движется с ускорением, то гравитационное поле изменяется. На это требуется затрата энергии и совершение работы, поэтому на тело должна действовать внешняя сила. Эта сила вызывает ускорение тела. Чем больше масса тела, тем требуется совершить больше работы. Поэтому должна быть приложена бОльшая сила . В этом смысл второго закона Ньютона и инертной массы. Однако и в покое тело в инерционной системе отсчёта оказывает гравитационное воздействие на окружающее пространство-время пропорционально этой же массе. Хотя физический механизм этого воздействия, при ускорении тела пока непонятен.
Не только пропорциональна, но и равна. Это, одно из исходных положений ОТО ( эвристический принцип). В основном масса содержится в атомах (в протонах и нейтронах), т.е. в кварках. А это примерно 1 - 2% от общей массы... Читать далее
Не совсем же. Отчасти, но не целиком. Энергия взаимодействия кварков с энергетическими флуктуациями глюонного поля... Читать дальше
Формальный ответ принципа эквивалентности, что инертная и гравитационная массы это просто масса, а гравитация и ускорение это одно и тоже - искривление пространства-времени.
Ускоряющееся тело испытывает те же самые перегрузки... Читать далее
А что непонятного - если (чем) большая масса искривляет, то (тем) больше надо силы, чтобы выпрямить. Что легче - бежать по прямой или по кривой поверхности?
На Ваш вопрос пока не найдётся ответа с точки зрения твёрдой науки. В незаконченной на сегодняшний день теории квантовой гравитации, будет прорабатываться вопрос работы гравитации, как искривления пространства на микроуровне... Читать далее
Вообще-то в ОТО силы F гравитации для свободно падающего тел не существует. А если тело лежит на весах, то это... Читать дальше