Hva er generell relativitet?

Generell relativitet er en vitenskapelig teori som beskriver hvordan materie, energi, tid og rom samhandler. Det ble først utgitt av Albert Einstein i 1917 som en forlengelse av sin teori om spesiell relativitet. Generell relativitet behandler rom og tid som en enkelt enhetlig firedimensjonalt "romtid"; Under generell relativitet deformerer materien geometrien til romtid, og deformasjoner av romtider fører til at materialet beveger seg, noe vi ser på som tyngdekraften.

Den grunnleggende antagelsen om generell relativitet er at krefter forårsaket av tyngdekraft og krefter forårsaket av akselerasjon er likeverdige. Hvis en lukket boks gjennomgår akselerasjon, kan ikke noe eksperiment gjort i boksen fortelle om boksen er i ro i et gravitasjonsfelt, eller blir akselerert gjennom verdensrommet. Dette prinsippet, at alle fysiske lover er de samme for akselererte observatører og observatører i et gravitasjonsfelt, er kjent som ekvivalensprinsippet; Det er eksperimentelt testet til mer enn tolv desimaler for nøyaktighet.

Den viktigste konsekvensen av ekvivalensprinsippet er at rom ikke kan være euklidisk for alle observatører. I buet rom, for eksempel et skjevt ark, holder ikke de normale lovene om geometri alltid. Det er mulig i buet rom å konstruere en trekant hvis vinkler gir mer eller mindre enn 180 grader, eller å tegne to parallelle linjer som krysser hverandre. Spesiell relativitet blir mer og mer nøyaktig ettersom krumningen av romtiden går til null; Hvis romtiden er flat, blir de to teoriene identiske. Hvordan Matter Curves Space beregnes ved bruk av Einstein -feltlikningene, som tar formen G = T; G beskriver romens krumning, mens T beskriver fordelingen av materie.

Fordi plassen er buet, beveger gjenstander generelt ikke alltid i rette linjer, akkurat som en ball ikke vil bevege seg i en rett linje hvis du ruller den til en trakt. Et fritt fallende objekt vil alltid ta SHortest -banen fra punkt A til punkt B, som ikke nødvendigvis er en rett linje; Linjen som den reiser er kjent som en geodesisk. Vi ser avvikene fra rette linjer som påvirkningen av "tyngdekraften"- jorden beveger seg ikke i en rett linje fordi solen varspers romtid i jordens nærhet, noe som får den til å bevege seg i en elliptisk bane.

Ettersom gravitasjonskrefter og akselerasjonskrefter er fullt ut likeverdige, gjelder alle effektene på et raskt bevegelig objekt i spesiell relativitet også objekter dypt i gravitasjonsfelt. Et objekt nær en tyngdekilde vil avgi doppler-skiftet lys, akkurat som om det satte fart. Objekter nær gravitasjonskilder vil også se ut til å ha tid sakte, og all innkommende lys vil bli bøyd av feltet. Dette kan føre til at en sterk tyngdekraft bøyer lys som et objektiv, og bringer fjerne gjenstander i fokus; Dette fenomenet finnes ofte i dypski-astronomi, der en galakse vil bøye lyset fra en annen slik at flere bilderes vises.