В твиттере разгорелась драма по поводу гравитации: кто-то написал, что гравитация — никакаяне сила, и понеслась…Небольшой разбор.
В Ньютоновской физике мы всегда говорим про силу гравитации. Все тела притягиваются друг к другу, и вот это все из школьной программы. Но в общей теории относительности понятие гравитации меняется.
Эйнштейн заметил, что эффект гравитации (вы стоите в лифте на земле) неотличим от эффекта ускоренного движения (вы в космосе в ускоряющемся лифте). То есть, никакие локальные измерения не позволят вам сказать, в каком сценарии вы находитесь. Это так называемый принцип эквивалентности. Заметьте: в одном случае мы говорим о “силе” гравитации, а в другом — просто об ускорении (“псевдо-силе”). Но если они неотличимы, является ли гравитация силой?
Следующий шаг: в ОТО искривление пространства-времени задает закон движения тел. При этом сам закон движения является свободным: если на тело не действуют никакие внешние силы, оно будет двигаться по траектории, которая минимизирует путь в искривленном пространстве (по геодезическим). Заметьте, в этом случае снова мы не говорим ни о какой силе! Просто траектория движения оказывается отличной от того, что было бы в плоском пространстве. Когда вы стоите на Земле, единственная сила, которая на вас действует — электромагнитные взаимодействия с атомами почвы (и воздуха). Они не дают вам двигаться по “прямой” в искривленном пространстве (которая привела бы вас к центру Земли).
Получается, что гравитация не является силой в привычном нам понимании слова. Но ее вполне можно рассматривать как псевдо-силу, так же как мы говорим о силе Кориолиса или центробежной силе.
На всякий случай напомню, что мы вообще понимаем под силой в физике: это некоторая физическая величина, которая характеризует взаимодействие между объектами (или полями). Она обязательно связана с некоторыми переносчиками взаимодействия (фотоны, W/Z бозоны, глюоны). Для меня вообще сила — понятие чисто для удобства. Да, часто удобно говорить о силах, особенно когда мы говорим о сложных системах. Но на фундаментальном уровне это исключительно закон сохранения импульса/энергии при взаимодействии квантовых полей.