La relatività speciale e generale è una delle conquiste più straordinarie del pensiero umano. Furono formulate all'inizio del secolo scorso e facevano parte di un'unica svolta dell'uomo nella comprensione della natura del mondo circostante. Tuttavia, c'è anche una notevole differenza tra loro, che consiste nel fatto che la prima teoria, sebbene contraddicesse le idee abituali, era una logica conseguenza della generalizzazione dei fatti osservativi. La teoria della relatività generale era il prodotto di un esperimento mentale. In effetti, è stata una vera impresa intellettuale del suo creatore, il fisico tedesco Albert Einstein.
Albert Einstein pubblicò il suo lavoro, che per primo formulò la teoria della relatività generale, nel 1915. Come molto nella fisica moderna, questa teoria contraddice le nostre idee intuitive sul mondo che ci circonda. Ray Dinverno ha detto: "Davvero, il s alto intellettuale che fece Einstein per passare dalla relatività speciale alla relatività generale è uno dei più grandi della storia umana…". Io stessoEinstein ha ammesso in una lettera a un collega: "Non ho mai lavorato con una tale tensione… Rispetto alla teoria della relatività generale, la teoria originale è un gioco da ragazzi…".
Secondo la relatività speciale, lo spazio e il tempo non sono entità indipendenti. Al contrario, sono manifestazioni diverse di un unico spazio-tempo. La relazione tra le coordinate temporali e spaziali è diversa per i sistemi di riferimento che si muovono a velocità diverse. Questo, in particolare, porta al fatto che due eventi che sembrano essere simultanei per un osservatore possono verificarsi in momenti diversi per un altro.
Tuttavia, questa teoria non spiegava la natura delle forze di attrazione. Questo è ciò che ha fatto la teoria della relatività generale. I suoi postulati, oltre ai fondamenti della teoria speciale, contenevano la tesi del legame inscindibile tra materia e spazio-tempo. Dice che la forza di gravità è dovuta alla curvatura dello spazio che si verifica attorno agli oggetti materiali. In altre parole, la materia dice allo spazio come curvarsi e lo spazio dice alla materia come muoversi.
Quindi, questa teoria fornisce un quadro completo in cui lo spazio-tempo costituisce il teatro dell'esistenza della materia e, d' altra parte, la materia determina le sue proprietà.
La relatività generale è la pietra angolare della scienza fondamentale. Nonostante ciò, è stata insignita del Premio Nobel solo nel 1993. È stato assegnato agli astrofisici Hulse e Taylor per aver spiegato la precessione di un binariopulsar - un sistema composto da due stelle di neutroni. Più recentemente, nel 2011, è stato assegnato un altro Premio Nobel per il contributo di questa teoria alla cosmologia e alla spiegazione dell'espansione dell'universo.
E sebbene i suoi effetti siano trascurabili sulla Terra e nello spazio vicino alla Terra, ha applicazioni pratiche molto importanti. Probabilmente il più importante di questi sono i sistemi di posizionamento globale, come il GPS americano e il GLONASS russo. Senza tener conto degli effetti della teoria della relatività, questi sistemi sarebbero almeno un ordine di grandezza meno accurati. Quindi, se hai un telefono GPS, la relatività generale funziona per te.
