Ящик, содержащий фотоны, притягивается сильнее, чем пустой ящик, и, таким образом, принцип эквивалентности диктует, что ящик, содержащий фотоны, имеет большую инерцию, чем пустой ящик. Неизбежный вывод, по-видимому, состоит в том, что мы можем приписать свету свойство инерции. Это правильный вывод?
Да! На самом деле, это очень распространено. Например, масса протона намного больше суммы масс составляющих его кварков. Большая часть дополнительной массы исходит от глюонов, которые связывают кварки вместе; каждый глюон не имеет массы, но вместе они вносят свой вклад в инерцию.
Дело в том, что масса системы не равна сумме масс ее составляющих. Конечно, это всего лишь перефразировка . Если у вас есть фотоны, прыгающие туда-сюда в коробке, их энергия вносит свой вклад в общую массу.
Да, масса и энергия эквивалентны. Более компетентный релятивист мог бы дать вам полное описание, но в первую очередь вы можете сказать, что масса объекта — это просто полная энергия в его объеме, деленная на c^2. Эта масса эквивалентна инертной массе по принципу слабой эквивалентности, который является краеугольным камнем ОТО.
Другими словами, ответ положительный по принципу слабой эквивалентности .
Да, и внутренняя потенциальная энергия, и внутренняя кинетическая энергия связанной системы (в системе покоя ее центра масс) вносят вклад в инерционную массу связанной системы в соответствии с . Документ, в котором обсуждаются доказательства того, что это верно, в частности, для внутренней кинетической энергии, см. В разделе « Кинетическая энергия и принцип эквивалентности» .
Теоретически ответ положительный.
Однако, глядя на практичность ситуации, ответ - нет.
Фотоны не могут содержаться внутри ящика, если они либо 1. не созданы внутри самого ящика, либо 2. они заранее не захвачены, а затем перенесены внутрь ящика.
В 1. они не добавляют инерции, потому что они созданы с использованием энергии из коробки в той или иной форме.
Во 2. они добавят инерции, но проблема будет при измерении инерции. Потому что они будут двигаться в точке c независимо от того, движется ли коробка или останавливается. Таким образом, когда вы пытаетесь измерить инерцию ящика, либо перемещая его, либо останавливая, скорость фотонов не меняется, и поэтому они не должны учитываться при измерении инерции. Я предполагаю, что их инерция будет реализована только тогда, когда они будут поглощены коробкой.
Дэвид Уайт
Эндрю Палфриман