¿Qué tan oscuras eran las matemáticas detrás de la relatividad general antes de que Einstein las usara?

El principal “nuevo” componente matemático que Einstein necesitaba para su teoría general de la relatividad era la geometría riemanniana, inventada por Bernhard Riemann a mediados del siglo XIX. La geometría riemanniana se construyó sobre el trabajo en geometría diferencial debido a Gauss (asesor de doctorado de Riemann) y muchos otros. Dadas las altas estatuas y la fama de Riemann y Gauss en la comunidad, este material era sin duda un material bien conocido, al menos dentro de la academia de matemáticas, cuando Einstein lo necesitaba a principios del siglo XX.

En cuanto a la geometría diferencial, muchos resultados en ese campo ya eran muy estándar y bien conocidos en las comunidades de matemáticas y física en 1900, con teoremas como el teorema de Stokes o el teorema / ley de Gauss desempeñando funciones fundamentalmente importantes tanto en matemáticas como en física; Einstein definitivamente ya estaba familiarizado con una gran cantidad de material de geometría diferencial.

La geometría riemanniana probablemente no era material de pregrado en matemáticas o física en ese momento, ya que todavía no es realmente eso en general hoy en día, pero ciertamente habría tenido sentido en un entorno de posgrado o posgrado en los departamentos de matemáticas y física, ya que Todavía lo hace hoy.

ISTR aprendió que Enstein buscó ayuda en su esfuerzo por extender el concepto de relatividad para incluir aceleraciones y gravedad. Una búsqueda para reconstruir ese recuerdo arrojó: ” Ahora estoy trabajando exclusivamente en el problema de la gravitación y creo que puedo superar todas las dificultades con la ayuda de un amigo matemático aquí [ Marcel Grossmann ] . Pero una cosa es cierta: nunca antes en En mi vida me esforcé tanto y gané un enorme respeto por las matemáticas, cuyas partes más sutiles consideraba hasta ahora, en mi ignorancia, como puro lujo. Comparado con este problema, la teoría original de la relatividad es un juego de niños “. (Citado de una carta de Einstein a Sommerfield) Biografía de Grossmann

Solo para agregar una breve nota a las otras respuestas: después de leer a Einstein, encontré que la matemática de la teoría especial de la relatividad es bastante simple, pero la matemática de la teoría general del relativo es bastante difícil.