Relativitas umum

Bagian dari seri artikel mengenai
Relativitas umum
${\displaystyle G_{\mu \nu }+\Lambda g_{\mu \nu }={8\pi G \over c^{4}}T_{\mu \nu }}$
Pengantar Sejarah Rumus matematis Sumber Uji coba
Prinsip dasar Teori relativitas Kerangka acuan Kerangka acuan inersia Prinsip ekuivalensi Ekuivalensi massa–energi Relativitas khusus Garis dunia Geometri Riemann
Fenomena Masalah Kepler Gravitasi Medan gravitasi Lensa gravitasi Gelombang gravitasi Pergeseran merah gravitasi Pergeseran merah Pergeseran biru Dilatasi waktu Dilatasi waktu gravitasi Kompresi gravitasi Frame-dragging Efek geodesi Horizon peristiwa Singularitas gravitasi Lubang hitam Lubang putih Ruang waktu Ruang Waktu Diagram ruang waktu Ruang waktu Minkowski Lubang cacing
Persamaan Formalisme Persamaan Gravitasi linier Persamaan medan Einstein Friedmann Geodesi Mathisson–Papapetrou–Dixon Hamilton–Jacobi–Einstein Formalisme ADM BSSN Pasca-Newton Teori lanjutan Teori Kaluza–Klein Gravitasi kuantum
Solusi Schwarzschild Reissner–Nordström Gödel Kerr Kerr–Newman Kasner Lemaître–Tolman Taub-NUT Milne Robertson–Walker Gelombang pp Debu van Stockum Weyl−Lewis−Papapetrou
Ilmuwan Einstein Lorentz Hilbert Poincaré Schwarzschild de Sitter Reissner Nordström Weyl Eddington Friedman Milne Zwicky Lemaître Gödel Wheeler Robertson Bardeen Walker Kerr Chandrasekhar Ehlers Penrose Hawking Raychaudhuri Taylor Hulse van Stockum Taub Newman Yau Thorne lainnya
l b s

Relativitas umum (bahasa Inggris: general relativity) juga dikenal sebagai teori relativitas umum adalah sebuah teori geometri mengenai gravitasi yang diperkenalkan oleh Albert Einstein pada 1915. Teori ini merupakan penjelasan gravitasi termutakhir dalam fisika modern. Ia menyatukan teori Einstein sebelumnya, relativitas khusus, dengan hukum gravitasi Newton. Hal ini dilakukan dengan melihat gravitasi bukan sebagai gaya, tetapi lebih sebagai manifestasi dari kelengkungan ruang dan waktu. Utamanya, kelengkungan ruang waktu berhubungan langsung dengan momentum empat (energi massa dan momentum linear) dari materi atau radiasi apa saja yang ada. Hubungan ini digambarkan oleh persamaan medan Einstein.

Banyak prediksi relativitas umum yang berbeda dengan prediksi fisika klasik, utamanya prediksi mengenai berjalannya waktu, geometri ruang, gerak benda pada jatuh bebas, dan perambatan cahaya. Contoh perbedaan ini meliputi dilatasi waktu gravitasi, geseran merah gravitasi cahaya, dan tunda waktu gravitasi. Prediksi-prediksi relativitas umum telah dikonfirmasikan dalam semua percobaan dan pengamatan fisika. Walaupun relativitas umum bukanlah satu-satunya teori relativistik gravitasi, ia merupakan teori paling sederhana yang konsisten dengan data eksperimen. Namun, masih terdapat banyak pertanyaan yang belum terjawab. Secara mendasar, terdapat pertanyaan bagaimanakah relativitas umum ini dapat digabungkan dengan hukum-hukum fisika kuantum untuk menciptakan teori gravitasi kuantum yang lengkap dan swakonsisten.

Teori Einstein memiliki implikasi astrofisika yang penting. Teori ini memprediksikan adanya keberadaan daerah lubang hitam yang ruang dan waktunya sama sekali tidak terdistorsi, bahkan cahaya pun tidak dapat lolos darinya. Terdapat bukti bahwa lubang hitam bintang dan jenis-jenis lubang hitam lainnya yang lebih besar bertanggung jawab terhadap radiasi kuat yang dipancarkan oleh objek-objek astronomi tertentu, seperti inti galaksi aktif dan mikrokuasar. Melengkungnya cahaya oleh gravitasi dapat menyebabkan fenomena pelensaan gravitasi. Relativitas umum juga memprediksikan keberadaan gelombang gravitasi. Keberadaan gelombang ini telah diukur secara tidak langsung, dan terdapat pula beberapa usaha yang dilakukan untuk mengukurnya secara langsung. Selain itu, relativitas umum adalah dasar dari model kosmologis untuk alam semesta yang terus berkembang.

Relativitas umum menjadi penting ketika kita memandang sebuah sistem dengan jari-jari jauh lebih kecil daripada massa ataupun massa jauh lebih besar daripada jari-jari. Kasus pertama berlaku pada objek-objek yang mengalami keruntuhan gravitasi seperti bintang neutron atau sebuah lubang hitam yang memiliki massa sebanding dengan massa sebuah bintang (meskipun ada juga lubang hitam yang lebih besar) tetapi dengan radius yang kecil. Kasus kedua berlaku pada kosmologi, yakni jika ruang diisi dengan materi dengan kerapatan yang sama dimana-mana, maka jika kita mencuplik ruang tersebut dengan jari-jari yang makin besar dan terus membesar, massa akan bertambah dengan laju yang sebanding dengan R³.