Jismga ta’sir qiluvchi kuchning u olgan tezlanishga nisbatiga teng bo’lgan fizik kattalikka jismning massasi deyiladi m=F/a. Odatdagi (jismlarning tezligi yorug’lik tezligi s =3•108 m/s dan ancha kichik) sharoitlarda bu nisbat doimiy bo’ladi.

Paund va Rebke eksperimenti sxemasi.

Nyutonning ikkinchn qonunidan keltirib chiqarilgan massa jismning inertlik xossalarini belgilaganligidan uni inert massa deyiladi. Bundan tashqari, qaralayotgan jismning boshqa jismlar, xususan yer bilan gravitatsion o’zaro ta’siri o’lchovini belgilovchi fizik kattalik-gravitatsion (og’ir) massa tushunchasi ham mavjuddir. Har qanday ob’ekt o’z massa markazidan g masofada gravitatsion tezlanish qiladi, deb da’vo qiluvchi butun olam tortishish qonuni ta’rifida gravitatsion massa t ko’paytuvchi ko’rinishida ishtirok qiladi. Formulaga kiruvchi S kattalikka gravitatsion doimi V deyiladi va uning son qiymati birliklar sistemasini tanlashga bog’liqdir: SI sistemasida Butun olam tortishish qonunining ushbu ta’rifiga ko’ra, masalan, 1 kg massali etalon yuzaga keltiradigan gravitatsion tezlanishni o’lchash hamda o’sha masofada shunday tezlanish hosil qiladigan har qanday ob’ekt 1 kg massaga ega deyish mumkin.

Bir qarashda inert va gravitatsion massalarning ta’riflari juda turlichadir. Jismlarining tashqi ta’sirlarga «qarshilik ko’rsatish» imkoniyatini xarakterlovchi inert massa passiv rol o’ynaydi; gravitatsion massa esa tortishishni vujudga keltiradi, ya’ni aktivlikka sababchi bo’ladi.

Yuz yillar davomida olimlarni «bu ikki tushuncha ekvivalentmi?» degan savol qiziqtirgan edi. Inert va gravitatsion massalarning ekvivalentligini I.Nyuton klassik tajribasida tekshirdi va uni «Natural falsafaning matematik asoslari» asarida bayon qildi.

«Men oltin, kumush, ko’rg’oshin, shisha, qum, osh tuzi, yog’och, suv va bug’doyni sinab ko’rdim. Men ikkita bir xil quti oldim. Ulardan birini yog’och bilan to’ldirib, ikkinchisining tebranishlar markaziga xuddi shunday og’irlikdagi (men erisha olgan aniqlikda) oltin bo’lagini joyladim. Iplarga osilgan 11 fut uzunlikdagi qutilar tamomila birday og’irlikdagi va shakldagi hamda havoda birday qarshilikka uchraydigan bir juft mayatnik hosil qildi; ularni yonma-yon joylab men ularning birgalikda orqaga va oldinga uzoq vaqt davomida birday tebranganini kuzatdim. Shuning uchun oltindagi modda miqdorining yog’ochdagi modda miqdoriga nisbati, aynan butun oltinga bo’lgan harakatlantiruvchi kuch ta’sirining butun yog’ochga bo’lgan harakatlantiruvchi kuch ta’siriga nisbatn kabi, boshqacha aytganda, birining og’irligining ikkinchisining og’irligiga nisbati kabi bo’ldi.

Bunday tajribalar yordamida birday og’irlikdagi jismlarda umumiy miqdorning mingdan biri qadar modda miqdorlari farqini topish mumkin».

Nyuton tajribalaridan so’ng inert va gravitatsion massalarin o’lchash texnikasi takomillasha bordi va bu tajribalarning aniqligi orta bordi.

Hozirgi vaqtda sobiq sovet fiziklari V.B.Braginskiy va V.I.Panov tajribalarida gravitatsion va inert massalarning ekvivalentligi 10g’11 gacha aniqlikda, ya’ni Nyuton tavsiflagan tajribaning aniqligidan milliard marta katta aniqlikda isbotlandi.

Inert va gravitatsion massalarning birligi, desak, eksperimentda aniqlangan son qiymatlarining mos tushish faktini A.Eynshteyn tushuntirib berdi. U o’zining nisbiylik nazariyasiga jism massasini undagi ye energiya bilan bog’lab, massa tushunchasiga yangi ma’no ber­di:t=E/s².(1)

Bu ta’rifdan quyidagi xulosa kelib chiqadi: agar jismning tinchlik massasi to ga teng bo’lsa, bu hol unda yep = toG^g energiya borligini bildiradi va unga tinchlik energiyasi deyiladi. Bu ta’rifga ko’ra, jism massasi uning v tezligiga bog’liq bo’ladi: (2) (yorug’lik tezligiga yaqin g’oyat katta tezliklarda).

Ma’lumki, foton energiyasi uning v chastotasiga bog’liq bo’ladi: e=hν, bun­da h-Plank doimiysi. Ikkinchi tomondan, Eynshteyn formulasiga ko’ra, e=ts². Bu ikkita formulani taqqoslash foton hv/s² ga teng bo’lgan inert massaga ega degan xulosaga olib keladi (uchi, albatta, nolga teng bo’lgan tinchlik massasidan farq qilish lozim).

1960 yilda amerika olimlari Paund va Rebke fotonning inert-massaga teng bo’lgan gravitatsion massaga ham ega ekanligini ko’rsatuvchi g’oyat nozik eksperiment o’tkazdilar. Agar v chastotali foton yer sirtidan H balandlikda yer markazi tomon chiqarilsa, bu holda yer sirti sathida uning hv' kinetik energiyasi potensial energiyasining kamayishi hisobiga ortadi. Energiyaning saqlanish qonunindan quyidagiga ega bo’lamiz: (3).

Bunda tushish protsessida foton massasi o’zgarmaydi, deb hisoblanadi. Demak, priyomnikka foton manba chiqargan chastotadan farqli v chastota bilan keladi. H=20v lf ≃2•10^-15 (!)

Bunday nozik eksperiment Messbauer effekti yordamida amalga oshirildi.