Genel görelilik, maddenin, enerjinin, zamanın ve mekanın nasıl etkileşime girdiğini tanımlayan bilimsel bir teoridir. İlk kez 1917'de Albert Einstein tarafından özel görelilik teorisinin bir uzantısı olarak yayınlandı. Genel görelilik, mekanı ve zamanı tek bir birleşik dört boyutlu “boşluk” olarak görür; Genel görelilik altında, madde uzay-zaman geometrisini deforme eder ve uzay-zaman deformasyonları yerçekimi olarak gördüğümüz maddenin hareket etmesine neden olur.
Genel göreliliğin temel varsayımı, yerçekiminden kaynaklanan kuvvetlerin ve hızlanmanın neden olduğu kuvvetlerin eşdeğer olmasıdır. Kapalı bir kutu ivmeleniyorsa, kutu içinde hiçbir deney yapılmaz, kutunun yerçekimi alanı içinde durup durmadığını veya uzayda hızlandırıldığını söyleyemez. Bu prensip, tüm fiziksel yasaların yerçekimi alanındaki hızlandırılmış gözlemciler ve gözlemciler için aynı olduğu, denklik prensibi olarak bilinir; deneysel olarak on ikiden fazla ondalık doğruluk yerine test edilmiştir.
Eşitlik ilkesinin en önemli sonucu, alanın tüm gözlemciler için Öklid olamayacağıdır. Bükülmüş bir tabaka gibi eğri uzayda, geometrinin normal kanunları her zaman geçerli olmaz. Eğri uzayda açıları 180 dereceden fazla veya daha az ekleyen bir üçgen oluşturmak ya da kesişen iki paralel çizgi çizmek mümkündür. Özel görelilik, uzay-zamanın eğriliği sıfıra giderken daha da kesinleşir; uzay-zaman düzse, iki teori aynı hale gelir. Madde eğrilerinin uzayı, G = T şeklini alan Einstein alan denklemleri kullanılarak hesaplanır; G, uzayın eğriliğini, T ise maddenin dağılımını tanımlar.
Uzay kavisli olduğundan, genel görelilikteki nesneler her zaman düz çizgiler halinde hareket etmez, tıpkı bir topun huni içine dönmesi durumunda topun düz bir çizgide hareket etmemesi gibi. Serbest düşen bir cisim her zaman A noktasından B noktasına kadar en kısa yolu alır, ki bu mutlaka düz bir çizgi değildir; Seyahat ettiği hat jeodezik olarak bilinir. Düz çizgilerden sapmaları “yerçekiminin” etkisi olarak görüyoruz - Dünya düz bir çizgide hareket etmiyor, çünkü Güneş, Dünya'nın çevresinde bir zamanlar eliptik bir yörüngede hareket etmesini sağlıyor.
Çekim kuvveti ve ivmelenme kuvveti tamamen eşdeğer olduğundan, özel görelilikteki hızlı hareket eden bir nesne üzerindeki tüm etkiler çekim kuvveti alanlarındaki derin nesneler için de geçerlidir. Yerçekimi kaynağına yakın bir nesne, sanki hızlanıyormuşçasına Doppler kaymalı ışık yayar. Yerçekim kaynaklarına yakın nesneler de zamanın yavaşlamış gibi görünecek ve gelen herhangi bir ışık alan tarafından bükülecektir. Bu, güçlü bir yerçekimi kaynağının objektif gibi ışığı bükerek uzaktaki nesneleri odağa getirmesine neden olabilir; bu fenomen genellikle bir gökadanın bir başkasının ışığını bükeceği derin gök astronomisinde bulunur, böylece çoklu görüntüler ortaya çıkar.
