Relatività generale: differenze tra le versioni
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La '''teoria della relatività generale''', elaborata da [[Albert Einstein]] e pubblicata nel [[1915]]<ref name=articolo-rel-tedesco>{{cita web| http://www.itp.kit.edu/~ertl/Hauptseminar_ws1314/papers/Die_Grundlage_der_allgemeinen_Relativitaetstheorie.pdf| titolo=Die Grundlage der allgemeinen Relativitätstheorie (Articolo originale della teoria della relatività generale) |anno=1916 |accesso=10 dicembre 2013 |lingua=de |formato=PDF}}</ref>, è l'attuale [[Fisica teorica|teoria fisica]] della [[Interazione gravitazionale|gravitazione]].
Essa descrive l'[[interazione gravitazionale]] non più come azione a distanza fra corpi massivi, come la [[Gravitazione universale|teoria newtoniana]], ma come effetto di una [[legge fisica]] che lega la geometria (più specificamente la curvatura) dello [[spazio-tempo]] con la distribuzione e il flusso in esso di [[Massa (fisica)|massa]], [[energia]] e [[Impulso (fisica)|impulso]]. In particolare la geometria dello spazio-tempo identifica i [[sistema di riferimento|sistemi di riferimento]] [[sistema inerziale|inerziali]] con le coordinate relative agli osservatori in caduta libera, che si muovono lungo traiettorie [[Geodetica|geodetiche]]. La [[forza peso]] risulta in questo modo una forza apparente osservata nei riferimenti non inerziali. La relatività generale è alla base dei moderni [[Cosmologia (astronomia)|modelli cosmologici]] della struttura a grande scala dell'[[universo]] e della sua evoluzione.
Come disse lo stesso Einstein, fu il lavoro più difficile della sua carriera a causa delle difficoltà matematiche, poiché si trattava di far convergere concetti di [[geometria euclidea]] in uno spaziotempo [[Curvatura spaziale|curvo]], che, in accordo con la [[relatività ristretta]], doveva essere dotato di una struttura metrica di tipo [[Spaziotempo di Minkowski|lorentziano]] anziché [[spazio euclideo|euclideo]]. Egli trovò il linguaggio e gli strumenti matematici necessari nei lavori di [[geometria differenziale]] di [[Luigi Bianchi]], [[Gregorio Ricci-Curbastro]] e [[Tullio Levi-Civita]], che avevano approfondito nei decenni precedenti i concetti di [[curvatura]] introdotti da [[Carl Friedrich Gauss]] e [[Bernhard Riemann]].
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[[File:Simple_Torus.svg|thumb|left|Un toro è uno spazio "curvo" di dimensione due.]]
La nozione matematica che descrive un spazio-tempo quadridimensionale localmente modellato su <math> \mathbb R^4</math> è quella di [[varietà differenziabile|varietà]]. Le varietà sono oggetti di dimensione arbitraria abitualmente studiati in [[topologia]]. Secondo la relatività generale, lo spazio-tempo è una [[varietà lorentziana]] di dimensione 4. Il termine "lorentziano"
Come nelle [[varietà riemanniana|varietà riemanniane]], il tensore metrico governa tutta la geometria dello spazio: definisce una "distanza" fra punti e quindi una nozione di [[geodetica]], intesa come "cammino più breve" fra due punti (queste nozioni sono un po' più sottili nel contesto lorentziano perché la distanza può essere "negativa"). La geometria locale vicino a un punto dello spazio-tempo non è però indipendente dal punto, come accade nello spazio newtoniano e in quello di Minkowski. La geometria locale qui è determinata dalla quantità di massa (e energia) presente nel punto: la massa genera curvatura, che viene misurata da alcuni strumenti matematici raffinati quali [[tensore di Riemann]], il [[tensore di Ricci]] e la [[curvatura sezionale]].
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Poiché le equazioni della relatività generale hanno come variabile di campo la metrica dello spazio-tempo, non è facile ricavarne effetti osservabili. In condizioni di campo gravitazionale debole, le previsioni della teoria in termini di "forza di gravità" sono pressoché indistinguibili da quelle della gravitazione newtoniana; d'altra parte, non è possibile creare in laboratorio campi gravitazionali intensi, quindi le verifiche della teoria possono essere osservative (attraverso misure astronomiche), ma non sperimentali. Inoltre la misura ''diretta'' della curvatura dello spazio-tempo (intensità del campo gravitazionale) non è possibile, e gli effetti della relatività generale sulle misure di distanze spaziali e intervalli temporali da parte di un osservatore sono tuttora oggetto di attiva ricerca teorica<ref>L. Lusanna, ''The Chrono-geometrical Structure of Special and General Relativity'', Lectures given at the 42nd Karpacz Winter School of Theoretical Physics, Ladek, Poland, 6-11 February 2006 [http://arxiv.org/abs/gr-qc/0604120]</ref>. A tutt'oggi vengono proposti esperimenti per la conferma o meno di tale teoria, che al momento attuale ha sempre resistito agli attacchi. Sono indicati qui sotto solo i più importanti.
La prima conferma (ancorché incompleta, come è emerso in seguito) si ebbe nel [[1919]], quando osservazioni di [[Arthur Eddington]] durante un'
Un'altra conferma più recente, ormai completamente accettata dalla comunità scientifica, è l'effetto [[lente gravitazionale]] di cui le osservazioni di Eddington sono un caso particolare. La luce emessa da una sorgente lontana, transitando nelle vicinanze di un oggetto molto massiccio può venire deviata, con un effetto complessivo che può sdoppiare (o meglio trasformare in un anello), l'immagine della sorgente.
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