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/ NetNews Usenet Archive 1992 #20 / NN_1992_20.iso / spool / sci / physics / 14164 < prev    next >
Encoding:
Internet Message Format  |  1992-09-07  |  2.6 KB
  1. Path: sparky!uunet!zaphod.mps.ohio-state.edu!cis.ohio-state.edu!pacific.mps.ohio-state.edu!linac!att!cbnewse!cbnewsd!att-out!rutgers!hsdndev!husc-news.harvard.edu!husc8!mcirvin
  2. From: mcirvin@husc8.harvard.edu (Mcirvin)
  3. Newsgroups: sci.physics
  4. Subject: Re: Rotating Bucket of Water in a Gravitation Field...Part #2
  5. Message-ID: <mcirvin.715706786@husc8>
  6. Date: 5 Sep 92 15:26:26 GMT
  7. References: <4SEP199201521179@zeus.tamu.edu> <12950077@hpspdla.spd.HP.COM>
  8. Lines: 41
  9. Nntp-Posting-Host: husc8.harvard.edu
  10.  
  11. ric@hpspdla.spd.HP.COM (Ric Peregrino) writes:
  12.  
  13. [about the Mach's principle gedankenexperiment in which one rotates
  14. all the stars and (perhaps) changes which frames are inertial]
  15.  
  16. >I think this is wrong. Say there was only one star, which was just a
  17. >flashlight (not much mass compared to the Earth). Now if the rest of
  18. >the empty universe, containing this flashlight, spun around the Earth,
  19. >why would you expect to see the water move in the bucket? This flashlight
  20. >has very little mass and is far from the Earth; it's really just a marker.
  21.  
  22. The idea behind Mach's principle is that just one star wouldn't do it--
  23. it takes a universe full of matter surrounding the bucket to define what
  24. the inertial frames are, or at least a very large amount of matter.  In
  25. that case you certainly can't say, in the context of general relativity,
  26. that the gravitational effects of all this matter are necessarily small. 
  27. In Newtonian gravity you might be able to argue that the rest of the 
  28. universe, being more or less spherically symmetric, exerts little or no
  29. force on the water in the bucket.  But some GR effects, like gravitational
  30. time dilation, scale and add up like the *potential* rather than the
  31. force; a thick spherical shell might well have some effect on stuff
  32. inside it.
  33.  
  34. Mach's principle was an important motivating idea for Einstein, and some
  35. aspects of it do show up in general relativity:  rotating objects "drag"
  36. the inertial frames slightly as they rotate, so the definition of an
  37. inertial frame does depend on the distribution of matter to some extent.
  38.  
  39. On the other hand, in GR you can have solutions like Minkowski space,
  40. in which there is a clear distinction between inertial and non-inertial
  41. frames, but no matter.  A small test bucket in Minkowski space would
  42. react differently to rotation and non-rotation, without any other matter
  43. present.  This solution requires special boundary conditions, though.
  44. One way you might think of Mach's principle is the idea that a large
  45. quantity of matter can act in lieu of boundary conditions.
  46.  
  47. I think that the general validity of Mach's principle in GR is still a
  48. matter of debate.
  49.  
  50. -- 
  51. Matt McIrvin, Cambridge, Massachusetts, USA 
  52.