什么是广义相对论(General Relativity)？

广义相对论是描述物质、能量、时间和空间如何相互作用的科学理论。1917年爱因斯坦首次发表这一理论是对狭义相对论的延伸。广义相对论将空间和时间视为一个统一的四维"时空"；在广义相对论下，物质使时空的几何学变形，时空变形使物质运动，我们把它看作是引力。爱因斯坦相对论的一部分广义相对论的基本假设是由重力引起的力和加速度引起的力是相等的，如果一个封闭的盒子正在加速，那么在盒子里做的任何实验都无法判断盒子是在重力场中静止还是在加速这个原理，即所有的物理定律对于加速的观测者和在引力场中的观测者来说都是一样的，被称为等效原理；它已经被实验测试到精确到小数点后12位以上爱因斯坦于1917年发表了广义相对论，其最重要的结论是空间不可能存在所有观察者的欧几里德定律。在弯曲的空间中，例如翘曲的薄板，几何的正常定律并不总是成立的在弯曲的空间里，可以构造一个角加起来大于或小于180度的三角形，或者画出两条相交的平行线。随着时空曲率趋于零，狭义相对论变得越来越精确；如果时空是平的，这两种理论是一致的。物质曲线空间是如何用爱因斯坦场方程计算的，它的形式是G=T；G描述空间的曲率，而T描述物质的分布。因为空间是弯曲的，广义相对论中的物体并不总是直线运动，就像你把球滚进漏斗里就不会直线运动一样，自由下落的物体从a点到B点的路径总是最短的，这不一定是直线；它所走的那条线被称为测地线。我们把偏离直线的偏差看作是"重力"的影响——地球不会沿直线运动，因为太阳扭曲了地球附近的时空，使其沿椭圆轨道运动由于引力和加速力完全相等，狭义相对论中对快速移动物体的所有影响也适用于重力场深处的物体。靠近引力源的物体会发出多普勒频移的光，就像它在加速一样光源的时间似乎也会变慢，任何入射光都会被场弯曲。这会导致强引力源像透镜一样使光线弯曲，使远处的物体聚焦；这种现象在深空天文学中经常出现，一个星系会弯曲另一个星系的光，从而出现多个图像。