Hvad er generel relativitet?
Generel relativitet er en videnskabelig teori, der beskriver, hvordan stof, energi, tid og rum interagerer. Det blev først udgivet af Albert Einstein i 1917 som en udvidelse til hans teori om særlig relativitet. Generel relativitet behandler rum og tid som en enkelt samlet fire-dimensionel "rumtid"; under generel relativitet, deformerer materie geometrien i rumtid, og rumtidsdeformationer får materien til at bevæge sig, hvilket vi ser som tyngdekraften.
Den grundlæggende antagelse om generel relativitet er, at kræfter forårsaget af tyngdekraften og kræfter forårsaget af acceleration er ækvivalente. Hvis en lukket boks gennemgår acceleration, kan intet eksperiment, der udføres inden i boksen, fortælle, om boksen er i ro inden for et tyngdefelt, eller accelereres gennem rummet. Dette princip, at alle fysiske love er ens for accelererede observatører og observatører i et tyngdefelt, er kendt som ækvivalensprincippet; det er eksperimentelt testet til mere end tolv decimalers nøjagtighed.
Den vigtigste konsekvens af ækvivalensprincippet er, at rummet ikke kan være euklidisk for alle observatører. I buet rum, f.eks. Et skævt ark, gælder ikke altid de normale geometri-love. I det buede rum er det muligt at konstruere en trekant, hvis vinkler samler sig på mere eller mindre end 180 grader, eller at tegne to parallelle linjer, der krydser hinanden. Speciel relativitet bliver mere og mere nøjagtig, når rumtids krumning går til nul; hvis rumtiden er flad, bliver de to teorier identiske. Hvordan stofkurver rum beregnes ved hjælp af Einstein-feltligningerne, der har formen G = T; G beskriver rumets krumning, mens T beskriver fordelingen af stof.
Da pladsen er buet, bevæger objekter i den generelle relativitet sig ikke altid i lige linjer, ligesom en kugle ikke vil bevæge sig i en lige linje, hvis du ruller den ind i en tragt. En frit faldende genstand tager altid den korteste sti fra punkt A til punkt B, som ikke nødvendigvis er en lige linje; linjen, den kører, er kendt som en geodesic. Vi ser afvigelserne fra lige linjer som påvirkningen af "tyngdekraft" - Jorden bevæger sig ikke i en lige linje, fordi Solen snor sig i rummet i jordens nærhed, hvilket får den til at bevæge sig i en elliptisk bane.
Da gravitationskræfter og accelerationskræfter er fuldstændigt ækvivalente, gælder alle virkningerne på et hurtigt bevægende objekt i særlig relativitet for objekter dybt inde i gravitationsfelter. Et objekt tæt på en tyngdekilde udsender Doppler-forskiftet lys, ligesom det var ved at gå hurtigere. Objekter tæt på gravitationskilder ser også ud til at have en langsommere tid, og alt indgående lys bøjes af marken. Dette kan få en stærk tyngdekraft til at bøje lys som en linse og bringe fjerne objekter i fokus; dette fænomen findes ofte i dybhimmel-astronomi, hvor en galakse vil bøje lyset fra en anden, så der vises flere billeder.