Introducción a la relatividad general

Este efecto es conocido como lente gravitatoria y su estudio es parte importante de la astronomía.Este principio permitió a Einstein predecir varios efectos nuevos de la gravedad en 1907, tal y como se explica en la siguiente sección.Por ejemplo, la fuerza que empuja a un conductor de un auto acelerando hacia su asiento, como ya se ha mencionado.[2]​ Dado que las fuerzas ficticias siempre son proporcionales a la masa del objeto sobre el que actúan, un objeto en un campo gravitatorio debería sentir una fuerza gravitatoria proporcional a su masa, tal como lo expresa la ley de la gravedad de Newton.En la nave, existe un concepto natural de "arriba" y "abajo": la dirección hacia la cual acelera la nave es "arriba", y los objetos que no están fijos a ella aceleran en la dirección opuesta, cayendo hacia "abajo".Huevos cocidos en cinco minutos según cada reloj tendrán la misma consistencia para ambos observadores.Este efecto es minúsculo, pero también ha sido comprobado por numerosos experimentos, como se puede ver debajo.La equivalencia entre los efectos gravitatorios e inerciales, no constituyen una teoría completa de la gravedad.En particular, no puede responder a la siguiente pregunta sencilla: ¿Qué evita que la gente al otro lado del mundo se caiga?Una manifestación más básica de la misma involucra a dos cuerpos cayendo uno al lado del otro, hacia la Tierra.En un pequeño entorno, como un ascensor en caída libre, esta aceleración relativa es minúscula, mientras que para paracaidistas en lados opuesto de la Tierra, el efecto es grande.Por ejemplo, en un plano, las líneas rectas que comienzan en direcciones paralelas se mantendrán a una constante distancia la una de la otra.Sin embargo, hay importantes diferencias entre estas y las verdaderas líneas rectas que se pueden trazar en el espacio-tiempo libre de gravedad.[11]​ En comparación con los planetas y otros cuerpos astronómicos, los objetos de la vida cotidiana (personas, coches, casas, incluso las montañas) tienen relativamente poca masa.En la relatividad, la masa y la energía son formas diferentes de describir una misma cantidad física.Tomados en conjunto, en la relatividad general, masa, energía, impulso, presión y tensión sirven como fuentes de la gravedad, y todas estas cantidades no son sino aspectos de una mayor cantidad física general (descrita por un objeto matemático llamado el tensor energía impulso), que describe cómo se curva el espacio tiempo.La métrica codifica la información necesaria para calcular las nociones geométricas fundamentales de distancia y ángulo en un espacio curvo (o espacio-tiempo).Las coordenadas, por lo tanto, no proporcionan suficiente información para describir la geometría de una superficie esférica o la geometría más complicada del espacio-tiempo: se necesita información adicional para convertir las diferencias de coordenadas a distancias reales.En la relatividad general, la métrica y el tensor de curvatura son las cantidades definidas en cada punto en espacio-tiempo.Además, el contenido de materia del espacio, como se ha indicado, define otra cantidad, el tensor energía-impulso T, y el principio de que "el espacio-tiempo le dice a la materia cómo moverse, y la materia le dice al espacio-tiempo cómo curvarse", significa que estas cantidades deben estar relacionados de alguna manera.Si las ondas gravitatorias son detectadas, podrían ser utilizadas para obtener información sobre objetos compactos, como estrellas de neutrones y agujero negros, así como sobre el estado del universo en las primeras fracciones de segundo después del Big Bang.El resultado es que un observador verá dos o más imágenes diferentes del mismo objeto astronómico en el cielo nocturno.[25]​ Cuando la masa se concentra en una región lo suficientemente compacta de espacio, la relatividad general predice la formación de un agujero negro - una región del espacio con una atracción gravitatoria tan fuerte que ni siquiera la luz puede escapar.Cuando este término está presente, el espacio vacío en sí actúa como una fuente de atractivo o, excepcionalmente, gravedad repulsiva.La meta de esos tests es arrojar luz en la aún desconocida relación entre la gravedad y la mecánica cuántica.Se utilizan sondas espaciales bien para hacer mediciones más precisas de largas distancias o para llevar los instrumentos hasta un entorno mucho más controlado que el que se podría conseguir en la Tierra.LISA un proyecto espacial para la detección de ondas gravitatorias se encuentra aún en fases preliminares.Debería ser sensible a ondas gravitatorias de baja frecuencia, tal vez incluso el Big Bang.Para nuestro observador acelerado, un haz de luz que esté viajando inicialmente horizontalmente estará doblado “hacia abajo” mientras el observador esté acelerando "hacia arriba" respecto al sistema de referencia inercial.Ahora si a ambas bolas se las permite caer en un instante dado, acelerarán la una hacia la otra.