Krzywizna czasoprzestrzeni i ogólna teoria względności

W teorii grawitacji Newtona siła grawitacji działa natychmiast w pustej przestrzeni między dowolnymi dwiema znacznie oddalonymi od siebie masami. Jednak prędkość światła jest górną granicą dla każdej fizycznej interakcji.

Newton nie potrafił wyjaśnić, dlaczego masa użyta w prawie ciążenia jest taka sama jak masa bezwładności użyta w jego drugiej zasadzie dynamiki.

Einstein stwierdził, że skoro grawitacja i przyspieszenie są równoważne, to te dwie masy są takie same. Odniósł się do sprzeczności dotyczącej prędkości światła, wyobrażając sobie przestrzeń jako niewidzialną tkaninę zwaną czasoprzestrzenią, mającą trzy wymiary przestrzenne i jeden wymiar czasowy.

Zasugerował, że w obecności dużej masy tkanina ta zakrzywia się i owija wokół niej. W związku z tym każda mniejsza masa podąża najkrótszą ścieżką wokół większej masy na zakrzywionej tkaninie czasoprzestrzennej.

Podczas całkowitego zaćmienia Słońca w 1919 roku, gwiazda znajdująca się za Słońcem była widoczna nieco dalej od Słońca, zgodnie z przewidywaniami ogólnej teorii względności. Obserwacja ta dowiodła, że światło od gwiazdy podąża najkrótszą ścieżką na zakrzywionej czasoprzestrzeni wokół Słońca.