Wat is algemene relativiteitstheorie?

Algemene relativiteitstheorie is een wetenschappelijke theorie die beschrijft hoe materie, energie, tijd en ruimte op elkaar inwerken.Het werd voor het eerst gepubliceerd door Albert Einstein in 1917 als een uitbreiding van zijn theorie van speciale relativiteitstheorie.Algemene relativiteiten behandelt ruimte en tijd als een enkele uniforme vierdimensionale "ruimtetijd";Onder algemene relativiteitstheorie vervormt materie de geometrie van ruimtetijd, en ruimtetijdvervormingen veroorzaken materie, die we als zwaartekracht beschouwen.

De basisaanname van algemene relativiteitstheorie is dat krachten veroorzaakt door zwaartekracht en krachten veroorzaakt door versnelling gelijkwaardig zijn.Als een gesloten doos versnelling ondergaat, kan geen experiment in de doos zien of de doos in rust is in een zwaartekrachtveld of wordt versneld door de ruimte.Dit principe, dat alle fysieke wetten hetzelfde zijn voor versnelde waarnemers en waarnemers in een zwaartekrachtveld, staat bekend als het gelijkwaardigheidsprincipe;Het is experimenteel getest op meer dan twaalf decimale nauwkeurigheidsplaatsen.

Het belangrijkste gevolg van het gelijkwaardigheidsprincipe is dat ruimte niet voor alle waarnemers kan worden Euclidean.In gebogen ruimte, zoals een kromgetrokken blad, houden de normale wetten van de geometrie niet altijd vast.Het is mogelijk in gebogen ruimte om een driehoek te construeren waarvan de invalshoeken oplopen tot meer of minder dan 180 graden, of om twee parallelle lijnen te tekenen die kruisen.Speciale relativiteit wordt steeds nauwkeuriger naarmate de kromming van ruimtetijd naar nul gaat;Als ruimtetijd plat is, worden de twee theorieën identiek.Hoe materie kromt ruimte wordt berekend met behulp van de Einstein -veldvergelijkingen, die de vorm aannemen G ' t;G beschrijft de kromming van de ruimte, terwijl t de verdeling van materie beschrijft.

Omdat de ruimte is gebogen, bewegen objecten in het algemeen niet altijd in rechte lijnen, net zoals een bal niet in een rechte lijn beweegt als je het rolt ineen trechter.Een vrij vallend object zal altijd het kortste pad van punt A naar punt B nemen, wat niet noodzakelijkerwijs een rechte lijn is;De lijn die het reist, staat bekend als een geodetische.We zien de afwijkingen van rechte lijnen als de invloed van "zwaartekracht"- de aarde beweegt niet in een rechte lijn omdat de zonweert ruimtetijd in de omgeving van de aarde, waardoor het in een elliptische baan wordt bewogen.zijn volledig equivalent, alle effecten op een snel bewegend object in speciale relativiteit van toepassing zijn ook op objecten diep in zwaartekrachtvelden.Een object dicht bij een zwaartekrachtbron zal Doppler-verschoven licht uitzenden, net alsof het weggaat.Objecten dicht bij zwaartekrachtbronnen zullen ook de tijd lijken te vertragen, en elk binnenkomend licht zal worden gebogen door het veld.Dit kan ertoe leiden dat een sterke zwaartekrachtbron licht buigt als een lens, waardoor verre objecten in focus worden gebracht;Dit fenomeen wordt vaak gevonden in diepe astronomie, waarbij het ene sterrenstelsel het licht van een ander zal buigen zodat meerdere beelden verschijnen.