b"\n_START_ARTICLE_\nRelativit\xc3\xa0 generale\n_START_PARAGRAPH_\nLa teoria della relativit\xc3\xa0 generale, elaborata da Albert Einstein e pubblicata nel 1916, \xc3\xa8 l'attuale teoria fisica della gravitazione. _NEWLINE_Essa descrive l'interazione gravitazionale non pi\xc3\xb9 come azione a distanza fra corpi massivi, come nella teoria newtoniana, ma come effetto di una legge fisica che lega la geometria (pi\xc3\xb9 specificamente la curvatura) dello spazio-tempo con la distribuzione e il flusso in esso di massa, energia e impulso. In particolare la geometria dello spazio-tempo identifica i sistemi di riferimento inerziali con le coordinate relative agli osservatori in caduta libera, che si muovono lungo traiettorie geodetiche. La forza peso risulta in questo modo una forza apparente osservata nei riferimenti non inerziali. La relativit\xc3\xa0 generale \xc3\xa8 alla base dei moderni modelli cosmologici della struttura a grande scala dell'universo e della sua evoluzione._NEWLINE_Come disse lo stesso Einstein, fu il lavoro pi\xc3\xb9 difficile della sua carriera a causa delle difficolt\xc3\xa0 matematiche, poich\xc3\xa9 si trattava di far convergere concetti di geometria euclidea in uno spaziotempo curvo, che, in accordo con la relativit\xc3\xa0 ristretta, doveva essere dotato di una struttura metrica di tipo lorentziano anzich\xc3\xa9 euclideo. Egli trov\xc3\xb2 il linguaggio e gli strumenti matematici necessari nei lavori di geometria differenziale di Luigi Bianchi, Gregorio Ricci-Curbastro e Tullio Levi-Civita, che avevano approfondito nei decenni precedenti i concetti di curvatura introdotti da Carl Friedrich Gauss e Bernhard Riemann.\n_START_SECTION_\nCenni storici\n_START_PARAGRAPH_\nNel 1905 Albert Einstein risolve le contraddizioni presenti tra le equazioni di Maxwell dell'elettromagnetismo e la relativit\xc3\xa0 galileiana pubblicando in un articolo la teoria della relativit\xc3\xa0 ristretta. Questa nuova teoria \xc3\xa8 per\xc3\xb2 a sua volta in contraddizione con la teoria della gravitazione universale di Newton e negli anni successivi Einstein cerca di modificare la teoria della gravitazione in modo da risolvere tale incompatibilit\xc3\xa0._NEWLINE_Dopo dieci anni di studi, nel 1915 egli propone un'equazione, oggi nota come equazione di campo di Einstein, che descrive la gravit\xc3\xa0 come curvatura dello spaziotempo ed \xc3\xa8 il cuore di una teoria del tutto nuova: la relativit\xc3\xa0 generale. Oltre a risolvere il conflitto con la relativit\xc3\xa0 ristretta, la nuova teoria gravitazionale risulta anche pi\xc3\xb9 precisa di quella newtoniana nel prevedere la precessione del perielio di Mercurio._NEWLINE_L'equazione di campo di Einstein \xc3\xa8 una equazione differenziale alle derivate parziali non lineare, per la quale non esiste una formula risolutiva generale. Solo un anno dopo, nel 1916, l'astrofisico Karl Schwarzschild trova una particolare soluzione all'equazione, oggi nota come spaziotempo di Schwarzschild; questa soluzione \xc3\xa8 utilizzata nei decenni successivi come modello per descrivere i buchi neri._NEWLINE_Nel 1919 Arthur Eddington organizza una spedizione in occasione di un'eclissi di Sole all'isola di Pr\xc3\xadncipe che verifica una delle conseguenze della teoria, la flessione dei raggi luminosi di una stella in presenza del forte campo gravitazionale del sole. Negli anni successivi Einstein si interessa alle implicazioni cosmologiche della relativit\xc3\xa0 generale; per evitare l'universo dinamico (o in contrazione o in espansione) previsto della sua teoria e ottenere un universo statico introduce nell'equazione una nuova costante, detta costante cosmologica. Nel 1929 gli studi di Edwin Hubble mostrano per\xc3\xb2 che l'universo \xc3\xa8 in espansione e il modello statico di Einstein viene abbandonato._NEWLINE_Le implicazioni della teoria vengono quindi studiate intensamente a partire dagli anni sessanta. Nel 1967 John Wheeler conia il termine buco nero. Una parte rilevante degli studi di fisica teorica degli ultimi decenni \xc3\xa8 dedicata a conciliare la relativit\xc3\xa0 generale con la meccanica quantistica. Nel 2016 sono osservate per la prima volta le onde gravitazionali, una delle previsioni pi\xc3\xb9 significative della teoria.\n_START_SECTION_\nGeodetiche\n_START_PARAGRAPH_\nOgni particella di materia si muove a velocit\xc3\xa0 costante lungo una curva, chiamata geodetica, che in ogni momento (cio\xc3\xa8 localmente) pu\xc3\xb2 essere considerata retta. La sua velocit\xc3\xa0 \xc3\xa8 data dal rapporto tra la distanza spaziale percorsa e il tempo proprio, dove il tempo proprio \xc3\xa8 quello misurato nel riferimento della particella, mentre la distanza spaziale dipende dalla metrica che definisce la struttura dello spazio-tempo._NEWLINE_La curvatura determina l'effettiva forma delle geodetiche e quindi il cammino che un corpo segue nel tempo. In altre parole, un corpo libero si muove nello spazio-tempo sempre lungo una geodetica, allo stesso modo in cui nella meccanica classica un corpo non sottoposto a forze si muove lungo una retta. Se la struttura dello spazio-tempo in quel punto \xc3\xa8 piatta, la geodetica sar\xc3\xa0 proprio una retta, altrimenti assumer\xc3\xa0 forme diverse, ma il corpo la seguir\xc3\xa0 comunque. In questo modo, la gravit\xc3\xa0 viene a essere inglobata nella struttura dello spazio-tempo._NEWLINE_Ancora una volta \xc3\xa8 da notare la curvatura di cui si parla riguarda non solo le tre dimensioni spaziali, ma anche quella temporale; strutture geometriche con queste propriet\xc3\xa0, pertanto, non possono essere visualizzate e devono essere descritte e studiate usando il linguaggio e i metodi propri della geometria differenziale_NEWLINE_In presenza di sistemi accelerati (o, che \xc3\xa8 lo stesso, sistemi sotto l'influenza della gravit\xc3\xa0), si possono definire come inerziali solo zone locali di riferimenti e per brevi periodi. Questo corrisponde ad approssimare con una superficie piana ci\xc3\xb2 che sarebbe una superficie curva su larga scala. In tali situazioni valgono ancora le leggi di Newton.\n_START_SECTION_\nCampo di validit\xc3\xa0 della relativit\xc3\xa0\n_START_PARAGRAPH_\nCome risulta dagli articoli di Einstein, le leggi della relativit\xc3\xa0 descrivono trasformazioni reversibili e vengono utilizzate per onde e particelle che si muovono nello spazio vuoto. Contemporaneamente, Einstein ha pubblicato anche le versioni corrette di idrodinamica, meccanica e magnetismo._NEWLINE_La relativit\xc3\xa0 generale \xc3\xa8 stata formulata solo come teoria classica, ossia non quantistica. Trasformarla in una teoria quantistica di campo con le tecniche usuali della seconda quantizzazione si \xc3\xa8 rivelato impossibile (la teoria non \xc3\xa8 rinormalizzabile). D'altra parte, non si \xc3\xa8 neppure finora ottenuta una formulazione completamente consistente della meccanica quantistica, n\xc3\xa9 della teoria quantistica dei campi, su spazi-tempi curvi._NEWLINE_Questo determina problemi teorici non facilmente risolubili ogni qualvolta si cerca di descrivere l'interazione fra il campo gravitazionale e le particelle subatomiche. Carlo Rovelli ha sostenuto al riguardo che la relativit\xc3\xa0 generale e la meccanica quantistica \xc2\xabnon possono essere entrambe giuste, almeno nella loro forma attuale, perch\xc3\xa9 si contraddicono l'un l'altra\xc2\xbb: per la prima infatti \xc2\xabil mondo \xc3\xa8 uno spazio curvo dove tutto \xc3\xa8 continuo\xc2\xbb, per la seconda invece \xc2\xabil mondo \xc3\xa8 uno spazio piatto dove saltano quanti di energia\xc2\xbb._NEWLINE_Difficolt\xc3\xa0 analoghe emergono in cosmologia, allorch\xc3\xa9 si deve ricostruire il comportamento di spazio, tempo e materia in condizioni di grande densit\xc3\xa0 di massa-energia, come nell'universo primordiale o in presenza di singolarit\xc3\xa0 dello spazio-tempo (buchi neri). La costruzione di una teoria quantistica della gravitazione, eventualmente come uno degli aspetti di una teoria unificata pi\xc3\xb9 generale, \xc3\xa8 uno degli obiettivi pi\xc3\xb9 importanti per la fisica del XXI secolo."