Generell relativitetsteori

Generell relativitetsteori av Albert Einstein er en teori for gravitasjon som er mer generell enn Isaac Newtons klassiske gravitasjonsteori. Gravitasjon er ikke en kraft i tradisjonell forstand, det er heller slik at energi (og dermed masse) får hele tidrommet til å endre form.

Generell relativitetsteori fungerer også for objekter som beveger seg med en hastighet nær lysets hastighet og for tyngdekrefter mellom svært massive objekter. F.eks. er det kun mulig å modellere Merkurs bane rundt Sola med generell relativitetsteori.

Kurvet tidrom

Planeter og epler beveger seg i rette linjer, men tidrommet bøyes av et tyngdekraftfelt slik at bevegelsene vil se ut til å bøye av.

Universet er fullt av stoff og det krumme tidrommet får alt stoffet til å falle mot hverandre. At universet ikke faller sammen kan kun forklares av universet enten ekspanderer eller trekker seg sammen.

I den opprinnelige GR så kan man bevege seg i positiv og negativ retning i rommet, men tiddimensjonen er irreversibel.

Masse og energi

Massen til et legeme, $m$, er ikke bare summen av delmassene til atomene den består av. Hastigheten (kinetisk energi) og organiseringen av atomene (potensiell energi) vil også gi et lite ekstra tillegg i massen, $m_{\mathrm{extra}}$, slik at $m=m_a+m_b+m_c+m_{\mathrm{extra}}$.

$e=m{c}^2$ betyr ikke at vi konvertere masse til energi, det betyr derimot at hver gang vi måler massen til et objekt så måler vi egentlig (indirekte) energien i objektet. Som et eksempel så sender Sola ut $3.828\cdot {10}^{28}\mathrm{W}$ elektromagnetisk stråling og hvert sekund og massen krymper med 4,3 milliarder kg. Det er potensiell og kinetisk energi i hydrogenatomene som blir frigjort når hydrogengen fusjonerer til helium som utgjør strålingen fra Sola.

Gravitasjonell tidsforlengelse

Hvis man akselererer mot en lyskilde vil bølgetoppene trykkes litt sammen, vi opplever blåforskyvning. På grunn av Ekvivalensprinsippet vil vi oppleve det samme på jordoverflaten: vi måler en blåforskyvning her sammenlignet med satelitter i bane rundt Jorda.

Hvis vi tenker på Tid som et resultat av økende Entropi så virker det rart at vi skal få flere bølgetopper og dermed mer informasjon på Jorda enn ved satelittene. Ifølge Einstein betyr dette at tiden går saktere i et sterkt gravitasjonsfelt.