Општа теорија релативности

Симулисана црна рупа са 10 соларних маса унутар Млечног пута, гледана са растојања од 600 километера.

Општа теорија релативности је геометријска теорија гравитације коју је Алберт Ајнштајн објавио у чланку Основе опште теорије релативности 1915. године у Аннален дер Пхyсик. Теорија представља поопштење његове специјалне релативности и Неwтонове теорије гравитације. Она пружа обједињени опис гравитације као геометријског својства простора и времена, односно простор-времена. Специфично, закривљеност простор-времена је директно повезана са енергијом и моментом независно од тога која материја и радијација су присутне. Однос је одређен Ајнштајновим једначинама поља, системом парцијалних диференцијалних једначина.

Нека од предвиђања опште релативности се знатно разликују од ставова класичне физичке, посебно у погледу протока времена, геометрије простора, кретања тела при слободном паду, и простирања светлости. Разлика обухватају још и гравитационо растезање времена, гравитатиона сочива, гравитациони црвени помак светлости, гравитационо временско кашњење и сингуларност/црне рупе. Општа теорија релативности предвиђа да гравитација успорава време.

Предвиђања теорије опште релативности су до сад била потврђена у свим опажањима и експериментима. Мада општа релативност није једина релативистичка теорија гравитације, она је најједноставнија теорија која је конзистентна са експерименталним подацима. Међутим, питања без одговора остају, најфундаменталније од којих је усаглашавање опште релативности са законима квантне физике којим би се произвела комплетна и усаглашена теорија квантне гравитације.

Постулати и структура теорије

Дводимензионална аналогија закривљености просторвремена

За разлику од класичног, њутновог описа гравитације као силе која се јавља међу масивним тијелима на позадини апсолутног простор-времена, у опћој теорији релативитета улогу гравитације узима само простор-вријеме. Њега сада описујемо помоћу метричког тензора ($g_{\mu \nu }$) који је рјешење Еинстеинове једнаџбе

$R_{\mu \nu }-{\frac {1}{2}}\,R\,g_{\mu \nu }={\frac {8\pi G}{c^{2}}}\,T_{\mu \nu }$

гдје је $R_{\mu \nu }$ Риццијев тензор, $R$ Риццијев скалар, а $T_{\mu \nu }$ тензор енергије-импулса. Константе у једнаџби су $c$, брзина свијетлости и $G$, гравитацијска константа. Утјецај гравитације на честице дефиниран је закривљеношћу простор-времена (тј. његовом геометријом) коју дефинирају масе и сва физикална поља (осим гравитацијског).

Импликације

Ајнштајнова теорија има важне астрофизичке импликације. На пример, из ње проистиче могућност постојања црних рупа — просторних региона у којима су простор и време закривљени на такав начин да ништа, чак ни светлост, не може да побегне — као крајњег стадијума масивних звезда. Постоји обиље доказа да је интензивна радијација коју емитују поједине врсте астрономских објеката узрокована црним рупама; на пример, микроквазари и активна галактика језгра су резултат присуства звезданих црних рупа и супермасивних црних рупа. Савијање светлости дејством гравитације може да доведе до феномена гравитационог сочива, услед којег су вишеструке слике истог удаљеног астрономског објекта видљиве на небу. Општа релативност такође предвиђа постојање гравитационих таласа, који су индиректно уочени; директна мерења су циљ пројеката као што су ЛИГО (енгл. Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) и НАСА/ЕСА (енгл. Laser Interferometer Space Antenna) и разних низова за пулсарске временске прорачуне. Поред тога, општа релативност је основа данашњих космолошких модела конзистентно експандирајућег свемира.

Вањске везе

Општа теорија релативности на Wикимедијиној остави

• Релативитy: Тхе специал анд генерал тхеорy Архивирано 2008-05-09 на Wаyбацк Мацхине-у (ПДФ Архивирано 2011-08-12 на Wаyбацк Мацхине-у)
• Броwн, Кевин. „Рефлецтионс он релативитy”. Матхпагес.цом. Приступљено Маy 29, 2005. 
• Моор, Рафи. „Ундерстандинг Генерал Релативитy”. Приступљено Јулy 11, 2006.