Cos'è la relatività generale?

La relatività generale è la teoria che descrive la gravità come una proprietà dello spazio-tempo, la struttura che unisce le tre dimensioni spaziali e quella temporale. Fu formulata da Albert Einstein nel 1915, dopo aver sviluppato la relatività ristretta, che si occupa dei fenomeni che avvengono a velocità prossime a quella della luce.

La relatività generale si basa su due principi fondamentali: il principio di equivalenza e il principio di covarianza generale. Il primo afferma che non esiste alcuna differenza tra un campo gravitazionale e un'accelerazione: in altre parole, se ci troviamo in una navicella spaziale in caduta libera verso la Terra, non possiamo distinguere se siamo attratti dalla gravità o se stiamo accelerando verso il basso. Il secondo principio sostiene che le leggi della fisica devono avere la stessa forma in qualsiasi sistema di riferimento, anche se questo è curvo o in movimento.

La conseguenza più importante di questi principi è che la gravità non è una forza che agisce a distanza tra due corpi, ma una manifestazione della curvatura dello spazio-tempo causata dalla presenza di massa-energia. Più è grande la massa-energia di un corpo, più curva lo spazio-tempo intorno a sé, e più influenza il moto degli altri corpi vicini. Questo significa che anche la luce, che non ha massa ma ha energia, subisce gli effetti della gravità e si curva seguendo la geometria dello spazio-tempo.

La relatività generale ha avuto enormi successi nel descrivere fenomeni come il moto dei pianeti nel sistema solare, la deflessione della luce stellare da parte del Sole, il ritardo del tempo tra due orologi posti a diverse altezze, le onde gravitazionali generate dalla collisione di buchi neri o stelle di neutroni, i buchi neri stessi e il Big Bang, l'origine dell'universo. Tuttavia, la teoria non è ancora completa e presenta alcune difficoltà nel conciliarsi con la meccanica quantistica, la teoria che governa il mondo delle particelle subatomiche. Per questo motivo, molti fisici sono alla ricerca di una teoria più generale che possa unificare la gravità con le altre forze fondamentali della natura.