Маха принцип

Определение "Маха принцип" в Большой Советской Энциклопедии

Маха принцип, утверждение, что инерциальные свойства тел (см. Инерция) обусловлены их взаимодействием с бесконечно удалёнными большими массами Вселенной. (Это простейшая из формулировок Маха принцип, часто значительно отличающихся одна от другой). Все формулировки Маха принцип, начиная с так называемых «опытных принципов», высказанных Э. Махом в «Механике» (1883), и кончая современными, развивают или уточняют понятия инерции, массы, инерциальной системы отсчёта, а также связывают их со свойствами Вселенной в целом. Мах стремился придать законам механики такой вид, чтобы они не зависели не только от равномерного и прямолинейного поступательного движения системы отсчёта (это сделал ещё Г. Галилей, см. Относительности принцип), но и от её вращения. Отказавшись от ньютонианских представлений об абсолютном пространстве, абсолютном времени, абсолютном движении и о массе как мере количества вещества, Мах впервые предпринял попытку построить механику, исходя из того, что экспериментально наблюдаемы лишь относительные движения, промежутки времени, скорости и ускорения. Следовательно, по Маху, движения тел (в том числе ускоренные) могут быть определены только по отношению к другим телам. Ускорения тел Мах предложил определять по отношению к центру масс (см. Центр инерции) тел, заполняющих всю Вселенную: если допустить, что имеются большие и достаточно («бесконечно») удалённые от наблюдаемого тела массы, с их центром с хорошей степенью точности можно связать неподвижную систему отсчёта (инерциальную систему отсчёта по Ньютону). Равномерное и прямолинейное движение тела в такой системе означает возможность пренебречь влиянием на него масс, удалённых на конечные расстояния, по сравнению с влиянием бесконечно удалённых тел. Маха принцип сыграл важную эвристическую роль при построении А. Эйнштейном общей теории относительности (см. Тяготение). Впоследствии Эйнштейн отказался от Маха принцип, как не выполняющегося, в созданной им теории тяготения. Однако Маха принцип продолжает широко привлекаться в теоретических работах, ставящих целью выяснение строения и свойств Вселенной в целом; при этом проблема его согласования с выводами космологии, исходящей как из общей теории относительности Эйнштейна, так и из других теорий тяготения, сталкивается с серьёзными противоречиями, наводящими на мысль, что Маха принцип либо неверен, либо непроверяем экспериментально. Основные из этих противоречий: 1) несовпадение в произвольных космологических моделях локально-инерциальной системы отсчёта с системой отсчёта «неподвижных звёзд»; 2) наличие нетривиальных решений уравнений тяготения в пустоте, означающих, что тела обладают инерцией относительно пустого пространства; 3) неоднозначность соответствия между полем тяготения (а в силу эквивалентности принципа - полем сил инерции) и распределением масс во Вселенной. Одно из главных противоречий Маха принцип с данными наблюдений - отсутствие анизотропии масс на Земле, несмотря на асимметричное расположение Солнечной системы в нашей Галактике.

Лит.: Зельдович Я. Б., Новиков И. Д., Релятивистская астрофизика, М., 1967; Гравитация и относительность, под редакцией Х. Цзю и В. Гоффмана, перевод с английского, М., 1965; Reinhard М., Mach’s Principle - a Critical Review, «Zeitschrift für Naturforschung», 1973, В. 28a, № 3-4.
  Н. П. Коноплёва.