Gyorulás vagy gravitáció? Hogy lehet az alább kifejtett két dolog ekvivalens?

Einstein azt mondja, hogy LOKÁLISAN nem különböztethető meg a gravitáció és a gyorsulás. Ez azt jelenti, hogy akkor nem tudod a kettőt megkülönböztetni, ha a gravitációs mezőben elvégzett kísérleted olyan kicsi térrészletre korlátozódik, amelyen még nem jelentkeznek az árapályerők: vagyis HOMOGÉN gravitációs térben.

Homogén gravitációs tér viszont nem létezik, csak olyan, hogy pl. egy igen nagy gravitációs terű égitesttől elég nagy távolságban a gravitációs gradiens (a gravitációs erő térbeli változása) a kísérleti eszköz méreteihez és érzékenységéhez képest elhanyagolható.

Viszont érzékeny atomórákkal kimutatható már az is, hogy egy páremeletes épület felső emeletén gyorsabban járnak az órák, mint a földszintjén. Vagy ha pl. egy igen nagy lifben zuhansz lefelé, akkor zuhanás közben két egymástól elég nagy távolsága lévő test vízszintesen közelíteni, függőlegesen pedig távolodni fog egymáshoz/tól. Ebből észrevehető, hogy nem az űrben lebegsz, hanem gravitációs térben vagy szabadesésben.

(Az ekvivalenciaelv mély mondanivalója persze az, hogy elvi különbség sincs a kettő között. Ezt pedig nem befolyásolja az, hogy nem vagyunk képesek abszolút homogén gravitációs tér létrehozására.)

Nem arról van szó, hogy a kétféle effektust azonosképpen lehet előállítani, hanem arról, hogy a hatásuk azonos (súlyos tömeg vs. tehetetlen tömeg).

Ha pl. nem egy székkel tartod meg magad a villanykörte becsavarásakor, hanem rakétafúvókákkal, akkor bizony energiát kell felhasználnod, holott fizikai értelemben a két eljárás eredménye azonos: ellenállsz a gravitációnak. Csak éppen a felhasznált energia teljes mértékben a gázsugár kinetikai energiáját növeli (na meg hőenergiát is kap).

Ugyanezt látod akkor is, ha a gyorsuló űrhajót elhagyó gázsugarat figyeled az űrhajóból.

Attól függ, mi a célod. Ha űrhajóval utazni akarsz, akkor még fúziós hajtóművekkel sem tudod nagyon megközelíteni a fénysebességet, mert ahhoz (mármint a megközelítéshez, mert az elérés lehetetlen) irdatlan mennyiségű energia kellene. A gond pedig ott van, hogy azt az anyagot is fel kell gyorsítanod, amelyet később, akár jóval később használsz reaktív anyagként (vagyis a rakéta kifújja a fúvókákon).

"előbb-utóbb megközelítjük c-t; (igaz, az csillagközi utazáshoz nudli"

Ahogy vesszük. Ahogy megközelíted a fénysebességet, a hajón egyre lassabban telik az idő (belül ezt nem érzed, de kívülről úgy látszik), ezért egy 1000 fényéves távolságot akár pár hét alatt is megtehetsz. De csak saját időben, mert eközben az űrhajón kívül (pl. a Földön) párezer vagy akár pármillió év telik el.

De ha csak mesterséges gravitácót akarsz, akkor arra sokkal egyszerűbb és olcsóbb megoldás is van.

"egyik esetben nagy tömeg gravitációs teréről van szó, míg a másik esetben a nagy tömeg a közelben sincs, sőt az űrhajót gyorsítani kell, tehát energiát kell felhasználni."

A Földben is, mint anyagban van energia, csak azt másképp lehet érzékelni, hiszen E=mc^2. Tehát energia=anyag.

Vegyünk egy ládát a világűrben, melyben vagy, és a liftet egy láthatatlan kéz éppen g gyorsulással húzza fölfelé.

Ekkor nem tudod eldönteni, hogy az általad érzett mg erő vajon egy gyorsítóerő, vagy egy nagy test gravitációs ereje okozza.

Ezért tekintjük "ekvivalensnek" a kettőt.

"A Földben is, mint anyagban van energia, csak azt másképp lehet érzékelni, hiszen E=mc^2. Tehát energia=anyag."

Ez OK, de a kérdező szerintem nem erre gondolt. Hanem arra, hogy egy űrhajó gyorsításával akarsz gravitációt létrehozni, akkor ahhoz energiát kell felhasználnod (vagyis nem feltétlenül, de ebbe ne menjünk bele). Míg egy gravitációs térben a testre energiafelhasználás nélkül hat a gravitációs erő.

"vagyis nem feltétlenül, de ebbe ne menjünk bele"

Biztos vagy ebben?