نسبیت عام
نسبیت عام نظریه‌ایست که در سال 1915 توسط اینشتین مطرح شد. این نظریه تعمیمی بر نظریه نسبیت خاص است که در مورد سیستمهای شتابدار بحث می‌کند.در این نظریه فضا-زمانِ توسط هندسه ریمانی بررسی می‌شود.این نظریه بیشتر برای توضیح گرانش به عنوان یک عامل هندسی و نه یک نیرو به نظریه هندسی مشهور است.پایه نظری گرانش امروزی این نظریه و تعمیم‌های آن است.
معادله اصلی نسبیت عام
البته با در نظر گرفتن
c (سرعت نور) برابر یک که معمولآ این طور در نظر گرفته می‌شود.در این معادله:
R
?? تانسور ریچیR
اسکالر ریچی یا انحناg
?? تانسور متریکT
?? تانسور تنش-انرژیG
ثابت جهانی گرانشبا تعریف
G?? تانسور اینشتین که میتوان این معادله را به شکل فشرده‌تری نوشت:
اصول نسبیت عام
اصل هم ارزی
حرکت یک ذره آزمون گرانشی در یک میدان گرانشی مستقل از جرم و ترکیب آن است.
یعنی صرفاً به وسیله شتاب میتوان گرانش را به طور موضعی حذف کرد. این اصل مهمترین اصل نسبیت عام است.
اصل ماخ
توزیع ماده چگونگی هندسه را تعیین می‌کند. ماده تعیین می‌کند که فضا چگونه خمیده شود و فضا تعیین می‌کند که ماده چگونه حرکت کند.
با وجود این که اصل ماخ به عنوان یکی از اصول نسبیت عام از سوی اینشتین مطرح شد(یکی از اهداف اینشتین بود) ولی عملآ این اصل در نظریه استاندارد گرانش وجود ندارد.
اصل هموردایی عام
تمام ناظرین اعم از لَخت و غیر لخت هم ارزند. در اصل هموردایی همچنین می‌خوانیم: عموماً هر تبدیل از چارچوب لخت به چارچارچوب دیگر که با سرعت
V در حال حرکت است، خصوصیات فیزیکی را ثابت نگاه می‌دارد. در اصل هموردایی شرایط فیزیکی به گونه‌ای هستند که تا اندازه‌ای تعبیر و تبیین ریاضی آن‌ها در تمام چارچوب‌ها یکسان است. نیز اینکه ناوردایی، مهمترین نکته در این رابطه محسوب می‌شود که در نسبیت عام عنصر جهان خط ds2 به عنوان ناوردای اساسی مطابق با اصل هموردایی بوده و همواره تحت تمامی تبدیلات مختصات ثابت می‌ماند. این بیان تازمانی ارزشمند است که متریک g?? مختص چارچوب مورد نظر تغییری نکند. یعنی تنها هنگامی اصل هموردایی معتبر است که خصوصیات فضا و زمان دو چارچوب یکسان بوده و تنها این بیان مستقیماً به لختی و یا نالختی چارچوب ثانویه دلالت داشته باشد.اصل کمینه جفتیدگی گرانشی
این اصل چگونگی گذار از نسبیت خاص به عام را بیان می‌کند.
هنگام گذار از نسبیت خاص به نسبیت عام نیازی به افزودن جملات غیر ضروری به معادلات نسبیت خاص نمی‌باشد.
اصل همخوانی
نظریه نسبیت عام در حالت‌های حدی به گرانش نیوتنی و نسبیت خاص تبدیل می‌شود.