La teoria della relatività generale, facile

La teoria della relatività generale estende i principi della relatività ristretta ai sistemi non inerziali.
La teoria della relatività generale venne formulata da Albert Einstein nel 1916, circa un decennio dopo la teoria della relatività speciale.
Einstein si rese conto che la forza di gravità di Newton è soltanto un effetto della curvatura dello spazio-tempo. Qualsiasi oggetto massivo deforma lo spazio-tempo ( cronotopo ) in cui si trova o, per meglio dire, lo curva.

Principio di equivalenza

Nel 1908 Einstein enuncia un principio di equivalenza che darà successivamente un forte impulso allo sviluppo della teoria della relatività generale. In pratica, il principio afferma la equivalenza tra massa inerziale mi e massa gravitazionale mg.

La prima è espressa dalla seconda legge della dinamica

La seconda dalla legge gravitazionale universale.

Uguagliando le due formule, si ottiene infatti in particolare che la sua accelerazione è data da:

Questa evidenza in cui non compare la forza porterà Einstein a dire che saranno le masse a deformare lo spazio-tempo.

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.

  • 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. 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.
  • Lo spazio ed il tempo si deformano in prossimità di corpi molto massicci, come stelle o pianeti, oppure quando un corpo si muove a una velocità tanto elevata da essere comparabile a quella della luce.
  • Un corpo più piccolo che si trova nelle vicinanze può cadere nella “buca”, cominciando a ruotare intorno al corpo più grande fino a collidere.
La teoria della relatività, in sintesi

In conclusione, la massa determina la curvatura dello spazio-tempo e quest’ultima determina il moto della massa nello spazio.

La deflessione della luce

2021-10-08_11h40_01 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). 

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.

I due postulati della teoria ristretta o speciale

Una volta compresi questi concetti, si può capire il meglio il senso dei due postulati della teoria ristretta ( o speciale ) di Albert Einstein.

  • Primo postulato. Le leggi della fisica sono le stesse in tutti i sistemi di riferimento inerziali.
  • Secondo postulato. La velocità della luce è costante ed è indipendente dalla velocità della sorgente.
  • La teoria della relatività generale. Nel 1915 Albert Einstein estese la teoria della relatività anche ai sistemi non inerziali, quelli in accelerazione ( moto con velocità non costante ). La nuova teoria è detta relatività generale.
(fonte: Andrea Minini)
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