Но, все-таки, Вы можете дать объяснение "на пальцах", пусть и не вполне строгое?
Ну, попытаюсь.
Начать с того, что принцип Маха никогда точно не формулировался самим Махом, поэтому под ним понимаются разные утверждения, разного состава и объёма. Кроме того, писал Мах во времена механики и гравитации Ньютона, и поэтому то, что он писал, формулировалось в ньютоновских понятиях, как тогда казалось - достаточно прозрачно. Но потом появилась система понятий ОТО, и на неё эти рассуждения ложились не так удачно, и стали видны недоуяснённости формулировок и вопросов. Мах этого исправить уже не мог. Основная роль принципа Маха, конечно же, историческая: он послужил "топливом", рассуждая над которым, Эйнштейн пришёл к идеям ОТО - одним из нескольких источников. Но как один из принципов теории, в ОТО он не вошёл, ОТО построена на других постулатах: принципе эквивалентности, локальном выполнении СТО, и соответствии ньютоновской гравитации в пределе слабого поля и малой скорости пробной частицы (последний нужен для фиксации ровно одного коэффициента).
Что говорил Мах? "Инерция тела определяется остальными телами во Вселенной", грубо говоря. Это можно понимать как:
1. Само существование инерции обязано существованию других тел. В ОТО это не так.
2. Инерция подвергается влиянию других тел, так что движение тел Вселенной в целом - задаёт нам то, какую инерцию "чувствует" данное локальное тело. В ОТО это сложный вопрос, либо так, либо не совсем так.
Если копаться в истории, Мах, скорее, высказывал что-то вроде варианта 2. Он указывал на то совпадение, что инерциальная система отсчёта, в которой силы инерции для локальных механических явлений исчезают, совпадает с той системой координат, которую можно дефинировать не динамически, а чисто геометрически, как связанную с неподвижными звёздами. Причём, линейные ускорения относительно звёзд измерить трудно, а наиболее наглядно можно увидеть вращение. Если мы будем двигаться так, чтобы звёзды вокруг нас крутились, мы будем испытывать центробежные силы - вот что было загадкой для Маха.
Выполняется ли принцип Маха - на этот вопрос принято отвечать путём мысленных экспериментов, типа таких, как в популярной книжке М. Гарднера "Теория относительности для миллионов". Рассмотрим, что было бы, если бы мы жили не в нашей Вселенной, а в другой, отличающейся от нашей удалёнными звёздами. Такой вопрос можно поставить в ОТО как задачу (или серию задач), и попытаться решить.
Первый такой вопрос выглядел бы так: если бы во Вселенной не было бы далёких звёзд, то была бы вообще такая вещь, как инерция? Не было бы такого, что по мере того, как мы "убираем" звёзды, устремляем их суммарную массу к нулю, инерция кирпича тоже бы уменьшалась, и стала бы в итоге нулевой? В ОТО это не так. Одна из простейших моделей Вселенной в ОТО - это мир Минковского, чистое пустое плоское пространство без далёких звёзд, в котором в каждой точке выполняется СТО. Разумеется, кирпич тоже подчиняется СТО, имея при этом конечную массу. Но были (и посейчас есть) теории, в которых это не так, например, в теории Бранса-Дикке (см. МТУ) средняя плотность звёзд даёт некоторое дополнительное поле
ненулевое значение которого задаёт массу кирпичу. Такие теории либо отвергаются (или на них накладываются сильные ограничения в плане отличия от ОТО), либо просто не получают преимуществ по сравнению с более простой ОТО, во всех наблюдательных и экспериментальных тестах последнего столетия.
Второй вопрос принято формулировать так: если бы вся Вселенная в целом пришла во вращение, подобно твёрдому телу - неважно, как мы это зададим - то что бы почувствовало локальное тело? Не было бы такого, что для него "стандарт инерциальности", при котором оно не ощущает центробежных сил, тоже стал бы вращающимся, а если бы оно оставалось невращающимся, то напротив, ощутило бы центробежные силы, как результат гравитационного взаимодействия с удалёнными массами инерции? Это задача, которую можно по-разному ставить и рассматривать в ОТО. Завращать всю Вселенную целиком - затруднительно, поскольку при этом на каком-то расстоянии звёзды начнут двигаться быстрее скорости света. Можно рассмотреть не всю Вселенную, а некоторую массивную сферическую или толстостенную оболочку, вращающуюся в пустом пространстве. После этого, рассматривая разные массы таких оболочек, можно найти её параметры такие, что она "изображает Вселенную", хотя бы в пределе. Такая задача поставлена в ОТО, и решена в некоторых приближениях. Результаты:
1. Вращение "стандарта инерциальности"
есть.
2. Количественно оно
недостаточно, или трудно показать, что оно достаточно (не удаётся взять искомого предела).
Можно пойти более лёгким путём, и решить, что мы всё-таки будем вращать всю Вселенную целиком - или толстостенную оболочку при внешнем радиусе, стремящемся к бесконечности - а от ограничения на скорость света избавимся, заставив и само пространство-время на дальних расстояниях "вращаться" вместе с веществом. Это оказывается всего лишь невращающейся Вселенной, взятой в необычных вращающихся координатах. Очевидно, в таком случае местный "стандарт инерциальности" будет тоже вращаться относительно этих необычных координат, и как раз с нужной скоростью. Но доказывает ли что-то эта картина, полученная "жульническим" способом? Сомнительно. Ведь мы здесь не разделили причину и следствие: неизвестно, то ли вращение местного "стандарта инерциальности" вызвано движением удалённого вещества, то ли "вращением удалённого пространства-времени", а то ли ими обоими.
Роль принципа Маха при построении логики ОТО состоит в том, что он заставляет задуматься как раз об этом самом "местном стандарте инерциальности", и воспринимать его не как некую абсолютную данность, а как величину, возможно, переменную. Это в ОТО так и есть. Но в ОТО оказалось, что этот "стандарт" не напрямую завязан на удалённые звёзды, а является местным значением некоторого специального поля, "поля инерции", которое по сути - другой взгляд на поле гравитации (в силу принципа эквивалентности). Оно выражается величинами, которые можно измерить в данной точке пространства: метрикой, связностью, кривизной (эти три величины аналогичны двум величинам других теорий поля: потенциалу и напряжённости; см. МТУ). С точки зрения инерции, метрика - местное значение метрического тензора в выбранных координатах - задаёт "местное значение" скорости света, и пространства скоростей - ориентацию светового конуса и пространственноподобных и времениподобных направлений в окрестности данной точки пространства-времени (и масштаб интервалов тоже). Связность - первая производная метрики по пространственно-временным координатам - задаёт местное значение "инерциальности" - то, как проходят по координатам линии инерциального движения, с точки зрения механики и других законов физики - "прямые линии" (в небольшой окрестности прямые, а в целом носящие название геодезических). Для законов физики они могут быть "прямыми", но с точки зрения координат - "искривлёнными", и вот это искривление и можно найти из коэффициентов связности aka символов Кристоффеля. Можно решать задачу в обратную сторону: ориентируясь на "прямизну" таких линий инерциального движения, вводить сетку координат в окрестности нашей точки пространства-времени, и тогда локально получится инерциальная система координат (в терминологии Ландау-Лифшица - галилеева). Можно и эту систему координат воспринимать как значение "поля инерции" в данной точке. И вот тут в силу вступает природа ОТО как полевой теории гравитации: источники поля (удалённые массы) влияют на это местное значение "поля инерции", но не напрямую. Например, если удалённые массы изменят своё движение, то местное значение "поля инерции" почувствует это с задержкой, пока гравитационная волна дойдёт от одного места до другого. Также возникают и количественные нюансы. Движущаяся масса "увлекает" за собой "поле инерции" в прилегающем пространстве - это называется увлечением системы отсчёта (frame dragging) и эффектом Лензе-Тирринга - но не слишком сильно. Для таких масс, как вращающаяся Земля, это получается ничтожно малый эффект, хотя знаменитый спутник Gravity Probe B (GP-B) измерил его, и нашёл достоверно отличающимся от нуля в пользу ОТО.
В двух словах. Современная наука считает основной рабочей теорией гравитации ОТО. В ОТО напрямую принцип Маха не выполняется, хотя сыграл идейную роль на этапе её создания. Теории, пытающиеся воплотить принцип Маха более напрямую, возникали в начале прошлого века, но сегодня они остались на глухой обочине, и этот принцип больше не относится к набору идей, питающих развитие современной теоретической мысли в области гравитации и включающих её теорий.