广义相对论
描述物质间引力相互作用的理论
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广义相对论（英文名General Relativity）是描述物质间引力相互作用的物理理论，这一理论是狭义相对论的推广，也是牛顿引力理论的进一步发展。[2]1915年11月，阿尔伯特•爱因斯坦(英文名Albert Einstein)完成了广义相对论，并于1916年将其正式发表。[2]在广义相对论中，引力作用被表现为一种几何效应，即时空的弯曲，其包含的两大核心思想为等效原理与广义相对性原理，并以此为基础发展出了爱因斯坦场方程，该方程描述了物质如何弯曲时空，时空如何反作用于物质，方程的左侧描述了时空的弯曲程度，方程右侧与物质能动张量成正比，即这代表着时空的曲率与存在的任何物质和辐射的能量和动量直接相关，该关系由爱因斯坦场方程（一个二阶偏微分方程系统）指定。[1]
广义相对论与量子理论作为现代物理大厦的两大基石，无论是在理论层面或是在实验观测上都得到了极好的验证。[3]水星近日点进动、光线在引力场中的弯曲、雷达回波延迟等现象验证了低速下、弱引力场的广义相对论理论。[3]2015年9月14日，LIGO探测到了第一例引力波信号验证了强引力场下的广义相对论理论。[4]
一百多年以来，许多基本概念在广义相对 论理论基础下得到发展与应用。1916年，德国科学家史瓦西(外文名Karl Schwarzschild)求解出了爱因斯坦场方程的第一个精确解，并证明了黑洞的存在。[4]同年，爱因斯坦运用广义相对论预言了引力波的存在。[4]此外，广义相对论在中子星内部结构与形成、致密双星系统、宇宙学、量子引力等领域有着广泛的应用。[1]广义相对论仍然有一些问题至今未能解决，其中最为基础的即是广义相对论和量子物理的定律应如何统一以形成完备并且自洽的量子引力理论。[5][6]