La relatividad general , también conocida como teoría general de la relatividad y teoría de la gravedad de Einstein , es la teoría geométrica de la gravitación publicada por Albert Einstein en 1915 y es la descripción actual de la gravitación en la física moderna . La relatividad general generaliza la relatividad especial y refina la ley de gravitación universal de Newton , proporcionando una descripción unificada de la gravedad como una propiedad geométrica del espacio y el tiempo o espacio- tiempo de cuatro dimensiones . En particular, el La curvatura del espacio-tiempo está directamente relacionada con laenergíayel momentode cualquiermateriayradiaciónpresentes. La relación se especifica mediante lasecuaciones de campo de Einstein, un sistema deecuaciones diferenciales parciales.
La ley de gravitación universal de Newton , que describe la gravedad clásica, puede verse como una predicción de la relatividad general para la geometría del espacio-tiempo casi plana alrededor de distribuciones de masa estacionarias. Algunas predicciones de la relatividad general, sin embargo, están más allá de la ley de gravitación universal de Newton en la física clásica . Estas predicciones se refieren al paso del tiempo, la geometría del espacio, el movimiento de los cuerpos en caída libre y la propagación de la luz, e incluyen la dilatación del tiempo gravitacional , la lente gravitatoria , el corrimiento al rojo gravitacional de la luz, el retardo de tiempo de Shapiro y las singularidades .agujeros negros Hasta ahora, se ha demostrado que todas las pruebas de la relatividad general están de acuerdo con la teoría. Las soluciones dependientes del tiempo de la relatividad general nos permiten hablar sobre la historia del universo y han proporcionado el marco moderno para la cosmología , lo que nos ha llevado al descubrimiento del Big Bang y la radiación cósmica de fondo de microondas . A pesar de la introducción de una serie de teorías alternativas , la relatividad general continúa siendo la teoría más simple consistente con los datos experimentales .
Sin embargo , la reconciliación de la relatividad general con las leyes de la física cuántica sigue siendo un problema, ya que falta una teoría autoconsistente de la gravedad cuántica . Aún no se sabe cómo se puede unificar la gravedad con las tres fuerzas no gravitatorias: fuerte , débil y electromagnética .
La teoría de Einstein tiene implicaciones astrofísicas , incluida la predicción de agujeros negros , regiones del espacio en las que el espacio y el tiempo están distorsionados de tal manera que nada, ni siquiera la luz , puede escapar de ellos. Los agujeros negros son el estado final de las estrellas masivas . Se cree que los microquásares y los núcleos galácticos activos son agujeros negros estelares y agujeros negros supermasivos . También predice lentes gravitacionales , donde la curvatura de la luz da como resultado múltiples imágenes del mismo fenómeno astronómico distante. Otras predicciones incluyen la existencia de ondas gravitacionales., que han sido observados directamente por la colaboración física LIGO y otros observatorios. Además, la relatividad general ha proporcionado la base de los modelos cosmológicos de un universo en expansión .
En el prefacio de Relativity: The Special and the General Theory , Einstein dijo: "El presente libro pretende, en la medida de lo posible, dar una idea exacta de la teoría de la relatividad a aquellos lectores que, desde un punto de vista científico y filosófico general, están interesados en la teoría, pero que no están familiarizados con el aparato matemático de la física teórica. El trabajo supone un nivel de educación correspondiente al de un examen de matriculación universitaria y, a pesar de la brevedad del libro, una buena cantidad de paciencia y fuerza de voluntad por parte del lector. El autor no se ha escatimado esfuerzos en su esfuerzo por presentar las ideas principales en la forma más simple e inteligible, y en conjunto, en la secuencia y conexión en la que realmente se originaron. ."[2]
Ampliamente reconocida como una teoría de extraordinaria belleza , la relatividad general se ha descrito a menudo como la más hermosa de todas las teorías físicas existentes. [3]