Všeobecná teória relativity

Newtonova predstava o gravitácii ako príťažlivosti, ktorá púta navzájom všetky telesá, vyhovovala viac ako 200 rokov. Newtonove vzorce predpovedali návrat Halleyho komét, boli tiež veľmi dôležité pri objavení planét Urán a Neptún.

Neskôr, roku 1915, Einstein predložil svoju všeobecnú teóriu relativity. Rozšíril koncepciu gravitačnej sily tým, že zaviedol princíp ekvivalencie medzi gravitáciou a zrýchlením, ktorý nachádza svoje naplnenie v predstave o zakrivení priestoru v okolí hmotných objektov. Zhluky hmoty - také ako hviezdy a planéty - vytvárajú hrboly a jamy v priestore, podobné ako ťažké kamene na mäkkej gumenej podložke. Jedným z dôsledkov všeobecnej teórie relativity je, že v blízkosti veľkých hviezd sa svetlo šíri po zakrivených dráhach.

Našťastie Newtonova idea gravitácie a Einsteinova teória si vážne neprotirečia. Newtonova mechnika postačuje takmer pre akúkoľvek každodennú situáciu. Einsteinova všeobecná relativita sa uplatňuje predovšetkým pri gravitačnom pôsobení vo vesmírnych škálach.

Teória veľkého tresku, ako aj vývoj priestoru závisia od zákonov všeobecnej relativity. Vo svojej teórii Einstein tiež predpokladal, že gravitácia a zrýchlenie sú ekvivalentné - to znamená, že ich efekt je rovnaký. Ako príklad si Einstein vymyslel cestujúceho v zatvorenej vesmírnej lodi. Počas svojho putovania priestorom by tento cestujúci nemal váhu. Ak by však loď náhle zrýchlila, cestujúci by bol pritlačený k dlážke. Ak by cestujúci nemal možnosť pozrieť sa z okna, nevedel by, či je späť na Zemi a cíti gravitáciu, alebo či sa zrýchlene pohybuje v priestore. Keďže gravitácia a zrýchlenie sú ekvivalentné, pocity by boli tie isté.

Relativita ovplyvňuje fungovanie mnohých prístrojov, ktoré prijímajú signály z priestoru. Družice Zeme kontrolujú prenos zvukových, alebo obrazových správ. Ich načasovanie závisí od atómových hodín na palube družíc. Avšak kvôli efektom gravitácie tieto hodiny idú inak ako hodiny na Zemi. Rozdiel chodu hodín závisí od toho, kde sa družice nachádzajú vzhľadom k zemskému povrchu.

Dnešné lode, lietadlá a obranné systémy sa pri navigácii spoliehajú na signály GPS (Global Positioning System - Všeobecný systém na určenie polohy). Keď príruč využíva rovnice špeciálnej teórie relativity, aby presne určil našu polohu na Zemi a doviedol nás k akémukoľvek inému miestu. Slávna rovnica E=mc2.