广义相对论

爱因斯坦于1916 年在狭义相对论（见前一篇文章）的基础上进一步建立了广义相对论。广义相对论的基础，是根据惯性质量与引力质量相等提出的等效原理。等效原理认为局部范围的引力场等效于加速的非惯性参考系。把等效原理与狭义相对论相结合，就会发现时钟与标尺会受到引力场的影响，从而时空性质不仅依赖于参考系的选择，还依赖于物质及其运动的情形，而不具有任何绝对的含意。这就是爱因斯坦广义相对论的时空观念。只有当引力场较弱时，亦即

才能近似忽略物质对时空性质的影响。其中 G是万有引力常数， M 是产生引力场的质量，r是场点到引力中心的距离。

广义相对论在天体物理学中有着非常重要的应用：它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出；能够形成黑洞的恒星最小质量称为昌德拉塞卡极限。大约200年前,法国数学家兼天文学家拉普拉斯于1796年曾预言:“一密度如地球而直径为太阳 250 倍的发光恒星,由于其引力作用,将不容许任何光线离开它。由于这个原因,宇宙中最大的发光天体也不会被我们发现。

广义相对论还预言了引力波的存在（爱因斯坦于1918年写的论文《论引力波》），现已被直接观测所证实。此外，广义相对论还是现代宇宙学的膨胀宇宙模型的理论基础。