Techniklexikon

Äquivalenzprinzip

Einsteinsches Äquivalenzprinzip, die der Allgemeinen Relativitätstheorie zugrunde liegende Hypothese der lokalen Ununterscheidbarkeit zwischen einem frei fallenden, nicht rotierenden Bezugssystem in einem Gravitationsfeld und einem speziell-relativistischen Inertialsystem. Eine gleichwertige Formulierung besagt, dass die Gesetze der Physik in jedem frei fallenden, nicht rotierenden Bezugssystem lokal mit denen der Speziellen Relativitätstheorie übereinstimmen. Dieses sogenannte starke oder Einsteinsche Äquivalenzprinzip ist eine Verallgemeinerung des schwachen Äquivalenzprinzips, dem die Beobachtung Galileis zugrundeliegt, dass frei fallende Testkörper sich im Gravitationsfeld unabhängig von ihrer Struktur und Zusammensetzung bewegen. Einstein erkannte die fundamentale Bedeutung dieser Tatsache, die in der Newtonschen Gravitationstheorie implizit in Form der Gleichheit von träger und schwerer Masse enthalten ist.

Das (schwache) Äquivalenzprinzip ist durch diverse Experimente mit einer relativen Genauigkeit von bis zu 10 ^{- 12} bestätigt worden (Eötvös-Experiment). Inwieweit das starke Äquivalenzprinzip im Rahmen einer konsistenten relativistischen Theorie der Gravitation aus dem schwachen Äquivalenzprinzip abgeleitet werden kann, ist Gegenstand der aktuellen wissenschaftlichen Diskussion.