з орбіти. Таким чином, гравітаційний ефект зникнення Сонця досягнув би нас із нескінченною швидкістю, а не зі швидкістю світла або повільніше, як передбачає спеціальна теорія відносності. Між 1908 і 1914 роками Ейнштейн неодноразово вдавався до спроб примирити теорію тяжіння зі спеціальною теорією відносності, проте марно. Нарешті, 1915 pоку він запропонував іще більш революційну доктрину, яку нині ми називаємо загальною теорією відносності.
6. Викривлення простору
Загальна теорія відносності Ейнштейна ґрунтується на революційному припущенні, що гравітація – це не звичайна сила, а наслідок того, що простір-час має не пласку форму, як вважали раніше. У загальній теорії відносності простір-час вигнуто або викривлено розташованими всередині нього масою й енергією. Тіла, подібні до Землі, рухаються по викривлених орбітах не під дією сили, що називається гравітацією. Вони пересуваються по викривлених орбітах, адже ті являють собою геодезичні лінії – найближчі аналоги прямих ліній у викривленому просторі. При цьому в загальному розумінні геодезична лінія визначається як найкоротший (або, навпаки, найдовший) шлях між двома точками.
Геометрична площина – приклад тривимірного простору, у якому геодезичні лінії є прямими. Поверхня Землі – це двовимірний викривлений простір. Геодезичні лінії на Землі називаються великими колами.
Екватор – велике коло, як і будь-яке інше коло на поверхні, центр якого збігається з центром Землі. (Термін «велике коло» вказує на те, що такі кола є найбільшими можливими на поверхні Землі.) Оскільки геодезична лінія – найкоротша лінія між двома аеропортами, то штурмани радять пілотам вести літаки саме за такими маршрутами. Наприклад, ви могли б, орієнтуючись на покази компаса, пролетіти 5966 кілометрів від Нью-Йорка до Мадрида майже прямо на схід уздовж географічної паралелі. Але вам доведеться подолати лише 5802 кілометри, якщо ви спершу полетите по великому колу на північний схід, потім поступово повертатимете на схід і далі на південний схід.
Відстані на Земній кулі
Вигляд цих двох маршрутів на мапі, де земна поверхня спотворена (сплощена), оманливий. Рухаючись «прямо» на схід від однієї точки до іншої по поверхні земної кулі, ви насправді пересуваєтеся не по прямій лінії, точніше, не по найкоротшій, геодезичній лінії.
У загальній теорії відносності тіла завжди тримаються геодезичних ліній у чотиривимірному просторі-часі. Коли матерії немає, ці прямі лінії в чотиривимірному просторі-часі відповідають прямим лініям у тривимірному просторі. Коли ж матерія є, чотиривимірний простір-час спотворюється, спричиняючи викривлення траєкторій тіл у тривимірному просторі подібно до того, як це відбувалося під дією гравітаційного тяжіння в ньютонівській теорії. Щось схоже спостерігають, коли літак летить над пагористою місцевістю. Він, можливо, і рухається по прямій лінії в тривимірному просторі,