Co je to obecná relativita?

Obecná relativita je vědecká teorie popisující, jak hmota, energie, čas a prostor interagují. Poprvé byl vydán Albertem Einsteinem v roce 1917 jako rozšíření jeho teorie zvláštní relativity. Obecná relativita považuje prostor a čas za jediný sjednocený čtyřrozměrný „časoprostor“; V rámci obecné relativity se hmota deformuje geometrii časoprostoru a deformace časoprostoru způsobují pohyb hmoty, což považujeme za gravitaci.

Základním předpokladem obecné relativity je to, že síly způsobené gravitací a silami způsobenými zrychlením jsou ekvivalentní. Pokud uzavřená krabice prochází zrychlením, žádný experiment proveden v krabici nemůže zjistit, zda je krabice v klidu v gravitačním poli nebo se zrychluje vesmírem. Tento princip, že všechny fyzické zákony jsou stejné pro zrychlené pozorovatele a pozorovatele v gravitačním poli, se nazývá princip ekvivalence; Byl experimentálně testován na více než dvanáct desetinných míst přesnosti.

Nejdůležitějším důsledkem principu ekvivalence je to, že prostor nemůže být Euklidovský pro všechny pozorovatele. V zakřiveném prostoru, jako je pokřivený list, normální zákony geometrie ne vždy drží. V zakřiveném prostoru je možné vytvořit trojúhelník, jehož úhly přidávají až více či méně než 180 stupňů, nebo k nakreslení dvou rovnoběžných linií, které se protínají. Zvláštní relativita se stává stále přesnějším, protože zakřivení časoprostoru jde na nulu; Pokud je časoprostor plochý, obě teorie se stanou identickými. Jak se záleží křivky vypočítává pomocí rovnic Einstein Field, které mají formulář G = t; G popisuje zakřivení prostoru, zatímco T popisuje distribuci hmoty.

Protože je prostor zakřivený, objekty obecně se relativita ne vždy pohybují v přímkách, stejně jako míč se nebude pohybovat v přímé linii, pokud jej hodíte do trychtýře. Volně padající objekt bude vždy vzít sNejhorší cesta z bodu A do bodu B, což nemusí být nutně přímkou; Linka, kterou cestuje, je známá jako geodesic. Vidíme odchylky od přímých linií jako vliv „gravitace“- Země se nepohybuje v přímé linii, protože sluneční osnovy v okolí Země, takže se pohybuje na eliptické oběžné dráze.

Vzhledem k tomu, že gravitační síly a akcelerační síly jsou plně ekvivalentní, všechny účinky na rychle se pohybující objekt ve zvláštní relativitě platí také pro objekty hluboko v gravitačních oblastech. Objekt blízký zdroji gravitace vydává Dopplerovy posunuté světlo, jako by se zrychlil. Zdá se také, že objekty blízké gravitační zdroje budou mít čas zpomalit a jakékoli příchozí světlo bude ohnuté na poli. To může způsobit, že silný zdroj gravitace ohýbá světlo jako čočka, čímž se zaměřuje vzdálené objekty; Tento jev se často vyskytuje v hluboké astronomii, kde jedna galaxie ohýbá světlo druhé, takže více představes se objeví.