La relatividad especial se ocupa de un espacio-tiempo “plano”, donde las leyes de la mecánica son simples: siempre que no actúe una fuerza externa sobre un objeto, se moverá en línea recta a través del espacio-tiempo: a una velocidad constante a lo largo de un camino recto.
Pero si colocamos un objeto masivo en ese espacio, ejercerá una fuerza sobre todas las demás masas a su alrededor, según la teoría de la gravedad de Newton. Si colocamos otro objeto más pequeño en la vecindad, su movimiento se desvía de su camino recto espacio-temporal; en cambio, tiende a curvarse hacia el objeto masivo y se acelera por la atracción gravitacional.
En relatividad general, la situación es diferente. El objeto masivo que colocamos en una región del espacio conduce a una ‘distorsión’ del espacio-tiempo. O, podemos decir, el espacio-tiempo en presencia de una masa es curvo. Tal espacio-tiempo curvado puede compararse con una esfera. Las líneas en una esfera son geodésicas, una curva espacio-tiempo que es lo más recta posible. Los objetos de prueba en las proximidades de la esfera masiva siguen estas geodésicas. La gravedad no los refleja desde sus líneas rectas: continúan en línea recta, a lo largo de la curvatura.
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La figura muestra una esfera (Tierra), y en líneas rojas, un triángulo formado por tres geodésicas que se cruzan. Los dos ángulos del triángulo que se encuentran a lo largo del ecuador son ángulos rectos: suman 180 grados. El total, que incluye el ángulo que se encuentra en el polo norte, es mayor de 180 grados. El excedente define una medida de la curvatura de la esfera. Todas las líneas de arriba son líneas rectas y paralelas entre sí como se ve desde el ecuador.
La relatividad general es la dinámica de la distancia; La forma en que medimos la distancia está distorsionada por un campo gravitacional que vemos como una curva. ¡Los aviones de pasajeros vuelan rutinariamente ‘alrededor del mundo’ en línea recta!
Imagen de arriba cortesía de: Relatividad a la mecánica cuántica moderna
Lectura adicional: Gravedad: de la ingravidez a la curvatura