Einstein’ın görelilik teorisi, fizik ve kozmoloji alanlarında büyük bir devrim yaratmıştır. Görelilik teorisi, özel görelilik ve genel görelilik adlarında birbirleriyle ilişkili iki teorisini kapsar. Özel görelilik, yer çekiminin yokluğunda tüm fiziksel fenomenler için geçerlidir. Genel görelilik, yer çekimi yasasını ve bu yasanın diğer doğa kuvvetleri ile ilişkisini açıklar. Astronomi de dahil olmak üzere kozmolojik ve astrofiziksel alem için geçerlidir.
Einstein’ın görelilik teorisi, uzay ve zaman arasındaki ilişkiyi başka bir boyuta taşımış ve evrenin yapısını kökten değiştirmiştir. Uzay-zaman kavramı, uzay ve zamanın birbirleriyle iç içe geçtiği ve birbiriyle etkileşim halinde olduğu dört boyutlu bir manifold olarak düşünülür. Görelilik teorisi, uzay ve zamanın geometrik bir özelliği olarak tanımladığı kütleçekimin uzay-zamanı eğip bükerek çevresindeki diğer cisimlerin hareketini etkilediğini gösterir. Bu eğrilik, ışığın bile yönünü değiştirebilir.
Einstein’ın görelilik teorisi, uzay-zamanın bükülmesi üzerindeki etkilerini pek çok örnek ile gösterir. Bunlardan bazıları şunlardır:
- Kütleçekimsel merceklenme: Uzay-zamanın bükülmesi, uzaktaki bir ışık kaynağının görüntüsünün büyümesine, çarpılmasına veya çoğalmasına neden olabilir. Bu etki, güneş tutulması sırasında Güneş’in arkasındaki yıldızların görüntülerinin değişmesi gibi gözlemlenebilir.
- Kütleçekimsel kızıla kayma: Uzay-zamanın bükülmesi, ışığın dalga boyunun uzamasına veya kısalmalarına neden olabilir. Bu etki, ışığın güçlü bir kütleçekim alanından çıkarken dalga boyunun uzaması, yani kızıla kayması olarak gözlemlenebilir.
- Kütleçekimsel zaman genişlemesi: Uzay-zamanın bükülmesi, zamanın akışının farklı yerlerde farklı hızlarda olmasına neden olabilir. Bu etki, güçlü bir kütleçekim alanında bulunan bir saatin, daha zayıf bir kütleçekim alanında bulunan bir saate göre daha yavaş işlemesi olarak gözlemlenebilir.
- Kütleçekimsel dalgalar: Uzay-zamanın bükülmesi, uzay-zamanın kendisinin dalgalanmasına neden olabilir. Bu etki, büyük kütleli cisimlerin hızlı bir şekilde hareket etmesi veya çarpışması sonucu oluşan uzay-zamanın titreşimleri olarak gözlemlenebilir.
Einstein’ın görelilik teorisi, evrenin yapısını anlamak için önemli bir araçtır. Görelilik teorisi, kara delikler, solucan delikleri, kozmik mikrodalga arka plan ışıması, evrenin genişlemesi, büyük patlama, karanlık madde, karanlık enerji gibi pek çok kozmolojik fenomeni açıklamaya veya tahmin etmeye yardımcı olur.
