Teoria della relatività: differenze tra le versioni

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{{Nota disambigua|il principio di relatività|Principio di relatività|Relatività}}

In [[fisica]] con '''teoria della relatività''', o tua mamma '''relativa''', si intendono in generale le trasformazioni matematiche che devono essere applicate alle descrizioni dei [[fenomeno fisico|fenomeni fisici]] nel passaggio tra due [[sistema di riferimento|sistemi di riferimento]] in [[moto (fisica)|moto]] relativo tra loro, secondo il [[principio di relatività]].

In [[fisica]] con '''teoria della relatività''' si indica una delle possibili [[teoria|teorie]] basate sul principio che le [[legge fisica|leggi della fisica]] debbano essere [[Invarianza (fisica)|invarianti]] al cambiamento del [[sistema di riferimento]].

L'espressione è usata anche nel linguaggio comune per riferirsi alle teorie della [[relatività ristretta]] o della [[relatività generale]] di [[Einstein]], in quanto esempi più noti del principio di relatività.

Il primo [[principio di relatività]] fu formulato da [[Galileo Galilei|Galileo]] riguardo all'invarianza delle leggi della [[meccanica classica]] fra [[sistema di riferimento inerziale|sistemi di riferimento inerziali]] in [[moto (fisica)|moto]] relativo tra loro, principio esteso da [[Albert Einstein]] alle leggi dell'[[elettromagnetismo]] con la teoria della [[relatività ristretta]]. Lo sviluppo della [[relatività generale]] e del conseguente principio di [[covarianza generale]] permise di estendere il principio di relatività anche ai [[Sistema di riferimento non inerziale|sistemi di riferimento non inerziali]].<ref>L'espressione ''teoria della relatività'' è usata anche nel linguaggio comune per riferirsi alle teorie della [[relatività ristretta]] o della [[relatività generale]], in quanto esempi più noti del principio di relatività.</ref>

== Panorama storico ==

Gli [[Antica Grecia|antichi Greci]] cominciarono a interrogarsi sulla natura, sul suo ordine ([[cosmo]]) e sulla possibilità dell'esistenza di princìpi e leggi di natura. Quasi tutti i filosofi dell'antichità, tra cui [[Eraclito]], [[Parmenide]], [[Zenone di Elea|Zenone]], [[Leucippo (filosofo)|Leucippo]], [[Democrito]], [[Platone]] ed [[Aristotele]], si occuparono di questioni che almeno in parte sono inerenti a quella che oggi viene chiamata ''fisica'', parola che ha origine greca e che sta a rappresentare "le cose della natura". Nella [[Fisica (Aristotele)|fisica di Aristotele]] si trovano quelle che si potrebbero considerare come le prime teorie, benché inesatte, sul moto dei corpi; egli, comunque, non fu precursore del [[principio di inerzia]], scoperto 20 secoli dopo da [[Galileo]] e la cui enunciazione formale è ascrivibile a [[Isaac Newton|Newton]].

La scienza moderna comincia con l'assunto fondamentale, dovuto a [[Galileo Galilei]], che le leggi della meccanica abbiano la stessa forma matematica rispetto a qualunque sistema di riferimento nel quale valga il [[principio di inerzia]]. Questo assunto definito nel [[1609]], è oggi chiamato [[Relatività galileiana|principio di relatività galileiano]], ed è tuttora valido. Esso si basa sulla grande intuizione di Galileo della composizione dei moti: se due osservatori sono in moto relativo tra loro e ognuno di loro si sposta senza accelerazioni, in modo che la velocità relativa sia costante, misureranno spazi differenti rispetto allo stesso evento, ma la "forma" delle loro osservazioni ha la stessa veste algebrica. Nulla tuttavia si dice sui tempi. Sebbene Einstein concordi con i risultati di [[Schrödinger]] e [[Werner Karl Heisenberg]], egli non si accontenta del metodo indiretto statistico e continua a credere nella possibilità di una teoria non probabilistica.

Il concetto che il tempo sia legato al sistema di riferimento è il fondamento della relatività ristretta. Newton, leggendo e studiando con accuratezza sia il ''[[Dialogo sopra i Massimi Sistemi]]'', sia i ''[[Discorsi e dimostrazioni matematiche intorno a due nuove scienze]]'', interpretò le intuizioni originali presenti a livello geometrico negli scritti di Galileo, le assimilò e le fece proprie, originando così la forma matematica e fisica della meccanica. Quando si trovò di fronte al principio di relatività, gli fu chiaro che la sua adozione implicasse in modo necessario un riferimento in cui il [[primo principio della dinamica]], ossia il [[principio di inerzia]] di Galileo, dovesse avere piena validità. Il vero problema tuttavia era e rimane dove collocare tale sistema di riferimento: risolse il dilemma asserendo che tutti gli spazi misurati si riferissero ad uno spazio assoluto, il solo esistente invariato e immutabile, e che l'immutabilità dello spazio assoluto fosse associato con l'esistenza di un tempo assoluto, che scorre uniformemente, pervadendo tutto lo spazio assoluto.

La soluzione di Newton fu brillante e diventò un [[paradigma]] destinato a durare per secoli. Già Galileo, tuttavia, con i suoi tentativi di misurare la velocità della luce, esprimeva dubbi non risolti per l'epoca su come si dovesse intendere il principio di relatività e quindi il principio di inerzia ad esso strettamente correlato. Questi dubbi rimasero sopiti, offuscati dal fulgore del grande successo della [[meccanica newtoniana]], fino al 1905.

Con l'avvento delle [[equazioni di Maxwell]], delle [[trasformazioni di Lorentz]] e infine della teoria della relatività di Einstein viene meno il concetto, fino ad allora dato per scontato, di tempo assoluto. Il tempo e lo spazio sono legati insieme a formare quello che viene chiamato [[spaziotempo]]. La relatività generale postula invece l'uguaglianza della massa gravitazionale e della massa inerziale (quella indotta dall'accelerazione), e ricava la [[metrica]] generale dello spaziotempo.

== La relatività galileiana ==

[[File:Galileo Galilei Signature 2.svgarp.300pix.jpg|200pxthumb|rightupright=0.8|[[Galileo Galilei]]]]

{{vedi anche|relativitàRelatività galileiana|Principio di inerzia}}

La scienza moderna comincia con l'assunto fondamentale, dovuto a [[Galileo Galilei]], che le leggi della [[Meccanica (fisica)|meccanica]] abbiano la stessa forma matematica rispetto a qualunque sistema di riferimento nel quale valga il [[principio di inerzia]]. Questo assunto, definito nel 1609, è oggi chiamato principio di relatività galileiano.

Nata con la [[fisica classica]], la [[relatività galileiana]] si basa sull'assunto che le leggi della meccanica siano le stesse in ogni [[sistema di riferimento inerziale]]. Dal punto di vista [[matematica|matematico]] sono legate a questo principio le [[trasformazioni galileiane]], cioè le [[equazione|equazioni]] che governano i cambiamenti di [[coordinata|coordinate]] da un sistema di riferimento inerziale rispetto a un secondo sistema di riferimento inerziale, cioè che si muove con [[velocità]] costante rispetto al primo.

NataDal conpunto ladi [[fisicavista classica]]matematico, lasono legate alla [[relatività galileiana]], si basabasata sull'assuntouguaglianza che ledelle leggi della meccanica siano le stesse in ogni [[sistema di riferimento inerziale]]. Dal punto di vista [[matematica|matematico]] sono legate a questo principio, le [[trasformazioni galileiane]], cioè le [[equazione|equazioni]] che governano i cambiamenti di [[coordinatasistema di coordinate|coordinate]] da un sistema di riferimento inerziale rispetto a un secondo sistema di riferimento inerziale, cioèaltro che si muove con [[velocità]] costante rispetto al primo.

Due osservatori, che devono poter comunicare tra di loro, determinano due diverse posizioni per il medesimo oggetto mobile che si trova in una data posizione.

Le trasformazioni galileiane, sono valide con ottima approssimazione nei campicasi in cui si puòpossa supporre che la velocità della luce sia infinita rispetto alle altre velocità, qualicome ad esempionella [[meccanica (fisica)|meccanicaclassica]], [[dinamica (fisica)|dinamica]] e [[cinematica]] classiche,mentre non hanno validità in altri campi della fisica, come per esempio nell'[[elettromagnetismo]]. Le leggi dell'elettromagnetismo infatti non sono invarianti con le trasformazioni galileiane, bensì con le [[trasformazioni di Lorentz]], teorizzate dal fisico olandese [[Hendrik Lorentz]].

I due osservatori ''O_I'' e ''O_II'' che studiano il moto di un medesimo punto ''P'', determinano contemporaneamente la posizione di ''P'' e dell'altro osservatore: ''P_I'' (distanza tra osservatore ''O_I'' e il punto ''P'') e ''P''_I-II (distanza tra ''O_I'' e ''O_II'') per il primo osservatore e ''P_II'' (distanza tra ''O_II'' e il punto ''P'') e ''P_II-I'' (distanza tra i due osservatori) per il secondo. Poiché lo spazio si considera [[geometria euclidea|euclideo]], essi sanno che

== La relatività secondodi Einstein ==

:<math>P_{I-II} = - P_{II-I}</math>

La relazione fra le due misure è:

:<math>P_I = P_{II} + P_{I-II}</math>

oppure

:<math>P_{II} =P_I + P_{II-I}</math>

[[File:Albert Einstein 1947.jpg|thumb|upright=0.8|[[Albert Einstein]] nel 1947]]

e quindi entrambi, utilizzando le proprie misure, sono in grado di calcolare cosa ha misurato l'altro. Può anche bastare che uno dei due osservatori effettui le misure e le trasmetta all'altro per i calcoli. Se gli osservatori determinano la posizione P in istanti diversi di una successione temporale allora sono in grado di determinare il vettore posizione di P in funzione del tempo basandosi sulla seguente relazione

Verso la fine dell'Ottocento, [[Ernst Mach]] e diversi altri fisici si scontrarono con i limiti della relatività galileiana, non applicabile ai fenomeni elettromagnetici. Fra questi, [[Hendrik Lorentz]] riuscì a ricavare delle [[Trasformazione di Lorentz|trasformazioni]] coerenti con l'elettromagnetismo.

:<math>P_I(t) = P_{II}(t) + P_{I-II}(t)</math>

[[Albert Einstein]] si trovò quindi di fronte due tipi di trasformazione: quelle di Galileo, valide in meccanica classica, e quelle di Lorentz, valide per l'elettromagnetismo ma prive di un supporto teorico convincente. La situazione era molto insoddisfacente perché queste trasformazioni, così come i principi di relatività a esse associati, erano incompatibili tra loro. Con Einstein la teoria della relatività ebbe un ulteriore sviluppo e oggi si tende ad associare a tale teoria il nome del fisico tedesco. La sua teoria si compone di due distinti modelli matematici, denominati [[relatività ristretta]] o speciale e [[relatività generale]].

Le stesse osservazioni effettuate sul piano si possono riproporre nello spazio.

{{Vedi anche|===Relatività ristretta}}===

Per poter correlare le due misurazioni, queste devono essere eseguite nel medesimo istante. I due osservatori si devono quindi scambiare un segnale per accordarsi su quando fare la misura e questo segnale deve propagarsi istantaneamente (cioè con velocità infinita). Al contrario, se il segnale si dovesse trasmettere con velocità finita e nota, i due osservatori prima di allontanarsi l'uno dall'altro per eseguire le rispettive misure, possono sincronizzare i loro orologi. Allora si dovrà supporre che lo spostamento degli orologi non alteri il loro sincronismo, né il movimento del meccanismo degli orologi stessi (ipotizzando anche che gli orologi siano identici), cosa che si può verificare scambiando dei segnali, ma si ottiene ancora una misura non corretta, cioè in contraddizione col concetto di tempo assoluto.

{{vedi anche|Relatività ristretta}}

Già Galileo aveva chiaro questo problema; fece il tentativo di misurare la [[velocità della luce]], solo che si basò su una distanza terrestre di circa 30 chilometri, la distanza tra due colline in [[Toscana]], da una delle quali egli, con un assistente sull'altra collina, avrebbe dovuto misurare il tempo di propagazione della luce di una lanterna, prima coperta con un panno e poi scoperta brevemente, con il battito del proprio polso; in queste condizioni non riuscì neppure a sentire due battiti del proprio polso che la luce era già arrivata, dal che Galileo dedusse che la velocità fosse estremamente alta e che quindi, ai fini pratici, la propagazione fosse istantanea.

Le trasformazioni galileiane, valide con ottima approssimazione nei campi in cui si può supporre la velocità della luce infinita rispetto alle altre velocità, quali ad esempio [[meccanica (fisica)|meccanica]], [[dinamica (fisica)|dinamica]] e [[cinematica]] classiche, non hanno validità in altri campi della fisica, come per esempio nell'[[elettromagnetismo]]. Le leggi dell'elettromagnetismo infatti non sono invarianti con le trasformazioni galileiane, bensì con le [[trasformazioni di Lorentz]], teorizzate dal fisico olandese [[Hendrik Lorentz]].

Verso la fine dell'Ottocento, [[Ernst Mach]] e diversi altri, fra cui [[Hendrik Lorentz]], si scontrarono con i limiti della relatività galileiana, non utilizzabile per i fenomeni elettromagnetici. Einstein si trovò quindi di fronte a due trasformazioni diverse: quelle di Galileo, valide in meccanica classica, e quelle di Lorentz, valide per l'elettromagnetismo, ma prive di un supporto teorico convincente. La situazione era molto insoddisfacente, in quanto queste due trasformazioni ed i principi di relatività ad esse associati erano incompatibili.

== La relatività secondo Einstein ==

[[File:Albert Einstein 1947.jpg|thumb|[[Albert Einstein]] nel 1947]]

Con [[Albert Einstein]], la teoria della relatività ebbe un ulteriore sviluppo ed oggi si tende ad associare a tale teoria il nome del fisico tedesco. La sua teoria si compone di due distinti modelli matematici, che passano sotto il nome di:

* [[Relatività ristretta|Teoria della relatività speciale]]

* [[Relatività generale]]

=== La teoria della relatività speciale o teoria della relatività ristretta ===

{{Vedi anche|Relatività ristretta}}

[[File:World line2-it.svg|thumb|Rappresentazione dello [[spazio tempo]] della relatività ristretta]]

La [[relatività ristretta]], chiamata anche relatività speciale, fu presentata da Einstein con l'articolo ''Zur Elektrodynamik bewegter Körper'' (elettrodinamica dei corpi in movimento) del [[1905]], per conciliare il principio di relatività galileiano, che include che [[Composizione delle velocità|le velocità si "sommino"]], con le equazioni delle onde elettromagnetiche, nelle quali, invece, la velocità della luce sembra essere "assoluta", ovvero indipendente dal sistema di riferimento.

La [[teoria della relatività ristretta]], chiamata anche relatività speciale, fu presentata da Einstein con l'articolo ''Zur Elektrodynamik bewegter Körper'' (''[[Sull'elettrodinamica dei corpi in movimento]]'') del [[1905]], peril cui obiettivo era conciliare il principio di relatività galileiano, che include cheil principio della [[Composizionecomposizione delle velocità|le velocità si "sommino"]], con le [[Equazioni di Maxwell|equazioni delle onde elettromagnetiche]], nelle quali, invece, la velocità della luce sembraè essereespressa "assoluta"come costante, ovvero è indipendente dal sistema di riferimento.

Precedentemente, a tal fine, erano state proposte alcune teorie che si basavano sull'esistenza di un mezzo di propagazione delle onde elettromagnetiche, chiamato ''[[etere (fisica)|etere]]''; tuttavia, nessun esperimento era riuscito a misurare la velocità di un corpo rispetto all'etere. In particolare, grazie all'[[esperimento di Michelson-Morley]] fu dimostrato che la velocità della luce è costante in tutte le direzioni, indipendentemente dal moto della Terra, non risentendo così del cosiddetto ''vento di etere''; la teoria di Einstein scarta del tutto il concetto di etere, che oggi non viene più utilizzato dai fisici.

Precedentemente, aal talmedesimo finescopo, erano state proposte alcune teorie che si basavanoipotizzavano sulll'esistenza di un mezzo di propagazione delle onde elettromagnetiche, chiamato 'l'[[etereEtere (fisica)luminifero|etere]]'';, che avrebbe dovuto costituire un sistema di riferimento privilegiato. tuttaviaTuttavia, nessun esperimento era riuscito a misurare la velocità di un corpo rispetto all'etere. In particolare, grazie all'[[esperimento di Michelson-Morley]], fu dimostrato che la velocità della luce è costante in tutte le direzioni, indipendentemente dal moto della Terra, non risentendo così del cosiddetto ''vento di etere'';. laLa teoria di Einstein scartaha scartato del tutto il concetto di etere, che oggi non vienefa più utilizzatoparte daidella fisicifisica.

I postulati della [[relatività ristretta]] si possono così enunciare:

===I Ladue teoriapostulati della relatività speciale o teoria della relatività ristretta ===si possono così enunciare:

* '''primo postulato''' (''principioPrincipio di relatività''): tutte le leggi fisichedella [[fisica]] sono le[[Invarianza stesse(fisica)|invarianti]] in tutti i [[sistema di riferimento inerziale|sistemi di riferimento inerziali]];

* '''secondo postulato''' (''invarianza della luce''): la velocità della luce nel vuoto ha lo stesso valore in tutti i sistemi di riferimento inerziali, indipendentemente dalla velocità dell'osservatore o dalla velocità della sorgente di luce.

* ''Invarianza della velocità luce'': la luce si propaga nel [[Vuoto (fisica)|vuoto]] a [[velocità della luce|velocità costante]] <math>c</math>, indipendentemente dallo stato di [[moto (fisica)|moto]] della sorgente o dell'osservatore.

È possibile verificare che le [[trasformazioni di Lorentz]] soddisfano il secondo postulato: se per un osservatore in un sistema di riferimento inerziale la velocità della luce è ''c'', tale sarà per un qualunque altro osservatore in un altro sistema di riferimento inerziale in movimento rispetto al proprioprimo. I due postulati possono quindi essere sintetizzati come:

*Le [[Legge fisica|leggi della fisica]] sono [[Invarianza (fisica)|invarianti]] per [[Trasformazione di Lorentz|trasformazioni di

Lorentz]]<ref>Ovvero manifestano una [[covarianza di Lorentz]] globale. In [[relatività generale]] tale covarianza risulta invece valida solo localmente, ma per sistemi di riferimento sia inerziali, sia non inerziali.</ref> in tutti i [[Sistema di riferimento inerziale|sistemi di riferimento inerziali]].

Le leggi dell'elettromagnetismo, nella forma dell'[[elettrodinamica classica]], non cambiano sotto le trasformazioni di Lorentz, e quindi soddisfano il principio di relatività.

==== ''E'' = ''mc''² ====

La nota formula relativistica [[E = mc²|''E'' = ''mc''²]] prende in considerazione:

* ''E'' = energia cinetica, espressa in [[Joule]] (= N·m = W·s = kg·&nbsp;m²/s²);

* ''m'' = massa, espressa in [[chilogrammi]] (kg);

* ''c'' = velocità della luce, espressa in m/s (299&nbsp;792&nbsp;458&nbsp;m/s, generalmente approssimata a 300&nbsp;000 Km/s). Pertanto ''c''² ≈ 9 × 10¹⁶&nbsp;m²/s².

L'enorme fattore di conversione che lega la massa e l'energia spiega come concentrando un grosso quantitativo di energia si possa creare una piccola quantità di materia (= ''E''/''c''²), e anche come partendo da una piccolissima massa si possa ottenere molta energia.

La conversione di un [[chilogrammo]] di materia (equivalente a '''90&nbsp;000 TJ''', ossia a 25 miliardi di kW h = 25&nbsp;000&nbsp;000 MWh = 25&nbsp;000 GWh = '''25 TW h''') coprirebbe, in pratica, il ''consumo mensile'' di energia elettrica in Italia, che nel 2004 è stato in media di 25&nbsp;374 GWh (nell'intero anno 2004 è stato di 304&nbsp;490 GW h).

L'equazione di Einstein è stata costantemente verificata nei fenomeni fisici macroscopici: ad esempio nel [[Sole]] ogni secondo 4.500.000 tonnellate di [[idrogeno]] si trasformano, mediante il processo di [[fusione nucleare]], direttamente in energia, ossia in [[radiazione elettromagnetica]], per l'astronomico valore di 4,05 × 10²⁶ [[joule]], che espresso in [[wattora]] equivale a 112&nbsp;500&nbsp;000&nbsp;000 TWh (nel 2005 la produzione mondiale di energia elettrica è stata di 17&nbsp;907 TWh, equivalenti a 716,28&nbsp;kg di materia). Ma l'equazione vale anche a livello subatomico ([[fisica quantistica]]): le collisioni tra particelle elementari ([[elettroni]], [[protoni]] e [[neutroni]]) generano nuove particelle aventi complessivamente la stessa energia (massa), così come dagli urti tra [[fotoni]] scaturiscono coppie elettrone-[[positrone]], che si annichiliscono tra loro trasformandosi nuovamente in fotoni (energia).

Nei processi fisici che non coinvolgono reazioni nucleari è possibile enunciare una [[legge della conservazione della massa (fisica)|legge di conservazione della massa]], scoperta da [[Lavoisier]], e una [[legge di conservazione dell'energia]] ([[primo principio della termodinamica]]), alla cui scoperta hanno contribuito nella seconda metà dell'Ottocento diversi scienziati (Joule, Carnot, Thomson, Clausius e Faraday): ''nulla si crea e nulla si distrugge, ma tutto si trasforma''. Einstein, però, ha compreso e dimostrato che il [[principio di conservazione]], complessivamente inteso, coinvolge la materia-energia, considerate non più come due realtà separate bensì unitariamente, dato che l'una può trasformarsi nell'altra secondo una precisa relazione matematica nella quale [[massa (fisica)|massa]] ed [[energia]] si equivalgano: poiché la massa non è altro che una forma di energia, essa non si conserva separatamente, ma si aggiunge all'[[energia cinetica]] e all'[[energia potenziale]] nell'enunciare la conservazione dell'[[energia meccanica]].

=== Relatività generale ===

{{Vedi anche|Relatività generale|Albert Einstein}}

[[File:1919 eclipse negative.jpg|thumb|Negativo della lastra di L'[[Arthur Eddingtoneclissi]] raffigurante l'eclisse solare del 1919, utilizzatache perfornì mettere allauna prova laa previsionesostegno didella deviazione gravitazionaleteoria della luce.relatività generale]]

La teoria della [[relatività generale]] venne presentata come serie di letture presso l'[[Accademia Prussiana delle Scienze]], a partire dal 25 novembre [[1915]], dopo una lunga fase di elaborazione. Esiste un'annosa polemica sulla pubblicazione delle equazioni di campo tra il matematico tedesco [[David Hilbert]] ed Einstein; tuttavia, alcuni documenti attribuiscono con una certa sicurezza il primato ad Einstein.

LaNel 1915 Einstein propose una teoria relativistica della [[gravitazione]], denominata relatività generale, che descriveva le proprietà dello [[spaziotempo]] a quattro dimensioni: secondo tale teoria la gravità non è altro che la manifestazione della curvatura dello spaziotempo. La teoria venne presentata comein una serie di letturelezioni pressotenutesi lall'[[Accademia Prussiana delle Scienze]], a partire dal 25 novembre [[1915]], dopo una lunga fase di elaborazione. Esiste unUn'annosa polemica sulla pubblicazione delle equazioni di campo tracontrappose il matematico tedesco [[David Hilbert]] ed Einstein; tuttaviariguardo alla pubblicazione delle equazioni di campo. Tuttavia, alcuni documenti attribuiscono con una certa sicurezza il primato ada Einstein.

Il fondamento della relatività generale è l'assunto, noto come [[principio di equivalenza]], che un'[[accelerazione]] sia indistinguibile localmente dagli effetti di un [[campo gravitazionale]], e dunque che la massa inerziale sia uguale alla massa gravitazionale. Gli strumenti matematici necessari a sviluppare la relatività generale erano stati introdotti in precedenza da [[Gregorio Ricci Curbastro]] ([[1853]]-[[1925]]) che sostanzialmente introdusse quello che oggi è noto come [[calcolo tensoriale]]<ref>{{cita web|http://www.imss.fi.it/milleanni/cronologia/biografie/riccub.html|Biografie - Gregorio Ricci-Curbastro|18 luglio 2010}}</ref>.

Il fondamento della relatività generale è l'assunto, noto come [[principio di equivalenza]], che un'[[accelerazione]] sia indistinguibile localmente dagli effetti di un [[campo gravitazionale]], e dunque che la massa inerziale sia uguale alla massa gravitazionale. Gli strumenti matematici necessari a sviluppare la teoria della relatività generale erano stati introdotti in precedenza da [[Gregorio Ricci Curbastro]] ([[1853]]-[[1925]]), che sostanzialmente introdusse quello che oggi è noto come [[calcolo tensoriale]]<ref>{{cita web|http://www.imss.fi.it/milleanni/cronologia/biografie/riccub.html|Biografie - Gregorio Ricci-Curbastro|18 luglio 2010}}</ref>.

Pur dimostrandosi nel tempo estremamente accurata, la relatività generale si è sviluppata indipendentemente dalla [[meccanica quantistica]] e finora mai riconciliata con essa. D'altro canto, la fisica quantistica, pur potendo includere la relatività ristretta, non tiene conto degli aspetti della relatività generale.

Einstein dedusse le equazioni del moto da quelle della relatività speciale valide localmente nei [[sistema inerziale|sistemi inerziali]]; dedusse inoltre il modo in cui la materia curva lo spaziotempo imponendo l'equivalenza di ogni possibile sistema di riferimento (da cui il nome di "relatività generale").

Nella relatività generale i limiti sono dovuti essenzialmente al trattamento delle [[singolarità]] e degli stati della materia in cui le interazioni gravitazionali e quantistiche arrivano ad avere lo stesso ordine di grandezza. Tra le evoluzioni prospettate per tale teoria, le più note ed investigate sono la [[teoria delle stringhe]] e la [[gravitazione quantistica a loop]].

In particolare, il potenziale gravitazionale newtoniano viene reinterpretato come l'approssimazione, per campo debole, della componente temporale del tensore metrico: da questo discende il fatto che il tempo scorre più lentamente in un campo gravitazionale più intenso. Alla pubblicazione, la teoria venne accolta con scetticismo da parte della comunità scientifica, perché derivata unicamente da ragionamenti matematici e analisi razionali, e non da esperimenti e osservazioni.<ref name="lastampa">{{cita web|autore=Marco Pivato|url=http://www.lastampa.com/cmstp/rubriche/stampa.asp?ID_blog=38&ID_articolo=1320|titolo=Quando l'eclisse premiò Albert|accesso=14 dicembre 2012|editore=[[La Stampa]]|data=17 giugno 2009|urlmorto=sì}}</ref>

Nel 1919 le predizioni della relatività generale furono confermate dalle misurazioni dell'astrofisico [[Arthur Eddington]] effettuate durante un'[[eclissi solare]], che verificarono che la luce emanata da una stella era deviata dalla [[Forza di gravità|gravità]] del Sole.<ref name="lastampa" /> Le osservazioni ebbero luogo il 29 maggio del 1919 a [[Sobral]], in [[Brasile]], e nell'isola di [[Príncipe]], nello Stato di [[São Tomé e Príncipe]].<ref name="lastampa" /> Da allora esperimenti sempre più precisi hanno confermato le predizioni della teoria, prevalentemente nell'ambito dell'astronomia ([[precessione del perielio di Mercurio]] e [[lenti gravitazionali]]).

== Ipotesi sulle origini ==

NellaI relativitàlimiti generaledella irelatività limiti sonogenerale dovutiriguardano essenzialmente alil trattamento delle [[singolarità]] e degli stati della materia innei cuiquali le interazioni gravitazionali e quantistiche arrivano ad avere lo stesso ordine di grandezza, fino alle [[Singolarità gravitazionale|singolarità gravitazionali]]. Tra le evoluzioni prospettate perteoriche tale teoriaprospettate, le più note ede investigate sono la [[teoria delle stringhe]] e la [[gravitazione quantistica a loop]].

Negli [[anni 1980|anni ottanta]] un gruppo di studiosi portò avanti su un quotidiano italiano, [[Il Giornale di Vicenza]], una lunga battaglia a sostegno di una tesi secondo cui la celebre equazione di Einstein, E=mc², sarebbe stata fatta derivare direttamente dallo studio ''Ipotesi dell'etere nella vita dell'universo'', presentata nel [[1903]] al Reale Istituto Veneto di Scienze, Lettere e Arti di [[Schio]] ([[provincia di Vicenza|VI]]) da [[Olinto De Pretto]] ([[1867]]-[[1921]]).

De Pretto, laureato in agraria, di professione industriale ma appassionato di fisica e di geologia, non rivendicò mai però la paternità - neppure ''in nuce'' - della celeberrima formula.

Nel [[1999]], il "Caso De Pretto" ha trovato tuttavia nuova linfa per mezzo di [[Umberto Bartocci]], docente di storia della matematica all'[[Università di Perugia]], il quale ha narrato la propria visione dei fatti nel ''pamphlet'' - accolto peraltro con un certo scetticismo dall'ambiente accademico - ''Albert Einstein e Olinto De Pretto, la vera storia della formula più famosa del mondo''. A ciò si aggiungano le relazioni e la collaborazione con l'amico svizzero [[Michele Besso]], che Einstein ringraziò scrivendo:"... concludendo, tengo a dire che l'amico e collega M. Besso mi ha costantemente prestato la sua preziosa collaborazione mentre lavoravo a questo argomento, e che gli sono debitore di parecchi interessanti suggerimenti."<ref>{{cita web|url=http://www.cartesio-episteme.net/depre.html|titolo=Einstein, De Pretto e l'equivalenza massa-energia|editore=cartesio-episteme.net|accesso=26 settembre 2011|autore=Umberto Bartocci}}</ref>.

== Note ==

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== Bibliografia ==

* {{Cita libro |autore=Bergmann, Peter G. |titolo=Introduction to the Theory of Relativity |url=https://archive.org/details/introductiontoth00berg |editore=Dover Publications |anno=1976 |ISBN=0-486-63282-2 }}

* {{Cita libro|cognome=Brian|nome=Denis|titolo=Einstein: a life|url=https://archive.org/details/einstein00deni|anno=1995|editore=J. Wiley|città=New York|ISBN=0-471-11459-6}}

* {{Cita libro|cognome=Einstein|nome=Albert|titolo=Relativity: The Special and General Theory|anno=2005|editore=Pi Press|città=New York|ISBN=0-13-186261-8|edizione=The masterpiece science ed.|coautori=trans. Lawson, Robert W.}}

* {{Cita libro|cognome=Einstein|nome=Albert|titolo=Albert Einstein, Autobiographical Notes|url=https://archive.org/details/autobiographical1979eins|anno=1979|editore=Open Court Publishing Co.|città=La Salle, Ill.|ISBN=0-87548-352-6|edizione=A Centennial ed.|coautori=trans. Schilpp, Paul Arthur}}

* {{Cita libro|cognome=Einstein|nome=Albert|titolo=Einstein's Essays in Science|anno=2009|editore=Dover Publications|città=Mineola, N.Y.|ISBN=978-0-486-47011-5|edizione=Dover ed.|coautori=trans. Harris, Alan}}

* {{Cita libro|cognome=Einstein|nome=Albert|titolo=The Meaning of Relativity|url=https://archive.org/details/meaningofrelativ0000albe_u9m2|anno=1956|annooriginale=1922|editore=Princeton University Press|edizione=5}}

* {{Cita libro|cognome=Ohanian|nome=Hans C.|titolo=Einstein's Mistakes: The Human Failings of Genius|url=https://archive.org/details/einsteinsmistake00ohan|anno=2008|editore=W.W. Norton & Co.|città=New York|ISBN=978-0-393-06293-9|edizione=1st ed.}}

* {{Cita libro|cognome=Russell|nome=Bertrand|titolo=The ABC of Relativity|anno=1969|editore=Allen & Unwin|città=Londra|ISBN=0-04-521001-2|edizione=3rd rev. ed}}

* {{Cita libro|cognome=Stephen|nome=Hawking|titolo=A Briefer History of Time|url=https://archive.org/details/brieferhistoryof00step|anno=2005|editore=Bantam Dell|città=New York, NY|ISBN=978-0-553-80436-2|coautori=Mlodinow, Leonard}}

* {{Cita libro|cognome= Rosanna| nome= Oliveri|titolo= La teoria della relatività e le sue interpretazioni filosofiche|anno=2008|editore=Ennepilibri|città=Imperia|ISBN=978-88-7908-210-5}}

== Voci correlate ==

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* [[Galileo Galilei]]

* [[Albert Einstein]]

* [[Disputa sulla paternità della teoria della relatività]]

== Altri progetti ==

{{interprogetto|etichetta=teoria della relatività|q|q_preposizione=sulla|commons=Category:Theory of relativity|commons_preposizione=sulla}}

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

* {{Dmoz|World/Italiano/Scienza/Fisica/Relatività/|Relatività}}

* {{cita web|http://www.bartleby.com/173/|Testo della teoria della relatività di Einstein|lingua=en}}

* {{cita web|http://universe.nasa.gov/|Progetto Beyond Einstein della NASA|lingua=en}}

* {{en}} [httphttps://wwwweb.archive.org/web/20151218205507/http://mathpages.com/rr/rrtoc.htm Reflections on Relativity] — Un completo corso on line sulla Relatività.

* {{cita web | 1 = http://www.arrigoamadori.com/lezioni/01TeoriaRelativita/AmadoriLussardi2008.pdf | 2 = Un'introduzione alla Teoria della Relatività di A. Amadori - L. Lussardi | accesso = 10 agosto 2009 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20101203182026/http://www.arrigoamadori.com/lezioni/01TeoriaRelativita/AmadoriLussardi2008.pdf | dataarchivio = 3 dicembre 2010 | urlmorto = sì }}

* {{cita web|http://www.science.unitn.it/~moretti/RelativitaSpeciale.pdf|Teoria della Relatività Speciale: formulazione matematica, V. Moretti, università di Trento}}

* {{Thesaurus BNCF}}

{{Tempo}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|relatività}}

[[Categoria:Teorie relativistiche| ]]