La teoria della relatività generale
La teoria della relatività generale estende i principi della relatività ristretta ai sistemi non inerziali.
Cos'è un sistema non inerziale? E' un sistema che si muove a velocità non costanti o in accelerazione.
La teoria della relatività generale venne formulata da Albert Einstein nel 1916, circa un decennio dopo la teoria della relatività speciale.
La relatività generale è una teoria della gravitazione
Einstein si rese conto che la forza di gravità di Newton è soltanto un effetto della curvatura dello spazio-tempo.
Nota. Secondo la legge di gravità Newton due corpi sono attratti tra loro con una forza direttamente proporzionale al prodotto delle masse e inversamente proporzionale al quadrato della distanza. La legge spiega l'effetto ma non la causa.
Nel 1916 Albert Einstein riprese il concetto di spazio-tempo, da lui stesso introdotto nel 1905 con la teoria della relatività speciale, per cercare di spiegare la causa dell'interazione gravitazionale.
Secondo Einstein, la massa di un corpo ( es. la Terra ) provoca una curvatura nel tessuto dello spazio-tempo, una sorta di "buca" tanto più grande quanto maggiore è la sua massa.
Un corpo più piccolo che si trova nelle vicinanze può cadere nella "buca", cominciando a ruotare intorno al corpo più grande fino a collidere.
Un esempio pratico
E' un po' come stendere un lenzuolo e poggiare una palla da bowling al centro. Intorno alla palla si crea una deformazione della superficie del lenzuolo, una fossa.
Se lancio una biglia sul lenzuolo, questa inizia a ruotare intorno alla palla da bowling fino a cadervi sopra. Lo stesso fenomeno accade tra le stelle e i pianeti, tra i pianeti e le lune, e così via.
La curvatura dello spazio-tempo
Secondo Einstein la gravità non è una forza che agisce a distanza, come pensava Newton, ma un effetto della geometria dello spazio-tempo.
Qualsiasi oggetto massivo deforma lo spazio-tempo ( cronotopo ) in cui si trova o, per meglio dire, lo curva.
A sua volta, la curvatura dello spazio-tempo determina il moto e le traiettorie dei corpi nello spazio. Ad esempio, l'orbita della Luna intorno alla Terra.
In conclusione, la massa determina la curvatura dello spazio-tempo e quest'ultima determina il moto della massa nello spazio.
Nota. Per questo motivo i pianeti orbitano intorno a una stella, quest'ultima ha maggiore massa e causa una maggiore curvatura dello spazio-tempo.
La deflessione della luce
La curvatura dello spazio-tempo influenza anche l'elettromagnetismo. Non solo il moto e la traiettoria della massa ma anche delle particelle della luce ( fotoni ).
Esempio
Quando un fascio di luce passa vicino a un corpo massivo con un elevato campo gravitazionale, il fascio di luce si curva.
Questo consentì di ottenere nel 1919 la conferma sperimentale della Teoria generale.
Quali sono le differenze tra relatività ristretta e generale
La relatività ristretta ( o speciale ) è la teoria elaborata da Einstein nel 1905 per spiegare gli effetti relativistici nei sistemi inerziali, quelli fermi o in moto a velocità costante.
La teoria della relatività generale è un'altra teoria, formulata nel 1916 sempre da Albert Einstein, che estende la spiegazione dei fenomeni relativistici anche ai sistemi non inerziali, quelli soggetti ad accelerazione.
