Zrozumieć istotę ogólnej teorii względności

Postulat Einsteina: „Prędkość światła w próżni jest taka sama dla wszystkich obserwatorów, niezależnie od ich względnego ruchu lub ruchu źródła światła” stanowi podstawę szczególnej teorii względności. Teoria ta dotyczy świata wyidealizowanego – świata bez grawitacji. W świecie rzeczywistym, np. na Ziemi, w wyniku grawitacji,  wszystkie ciała spadają w próżni z jednakowym przyspieszeniem, niezależnie od ich masy. Jest to fakt zdumiewający! Tak samo spada słoń jak liść lub piórko.

Prowadząc eksperyment myślowy pokażemy, że w rakiecie lecącej z przyspieszeniem ziemskim w świecie bez grawitacji, na ciała działałyby siły takie same, jak siły grawitacji na Ziemi. Równoważność sił grawitacji i sił działających na ciała w układzie przyspieszanym - to podstawa ogólnej teorii względności opisującej świat rzeczywisty, świat zawierający ciała niebieskie. Łatwo  także można pokazać, że  promień świetlny biegnący po prostej przez przyspieszaną rakietę, względem  znajdującego się w niej obserwatora, biegnie po paraboli.

W 1915 r. Einstein ogłosił to, co nazywamy ogólną teorią względności:

Materia zakrzywia czasoprzestrzeń.

Grawitacja jest przejawem tego zakrzywienia.

Skomplikowane, matematyczne  wyrażenia ogólnej teorii względności sprowadzają się do niewinnego wzoru:

G=k*T

G – obiekt matematyczny (tensor Einsteina) określa geometrię czasoprzestrzeni, T – też tensor określający rozkład materii we Wszechświecie.

k - 0,000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 0002

Z tego wynika, że sprzężenie między krzywizną przestrzeni a rozkładem materii jest bardzo słabe.

Potwierdzenie przewidywań ogólnej teorii względności.

1. Odchylenie promienia świetlnego w polu grawitacyjnym,

2. Ruch peryhelium Merkurego,

3. Zależność biegu czasu od pola grawitacyjnego – zasada  da działania GPS (Global Positioning System).