В общей теории относительности уравнения поля Эйнштейна (ЭФЭ; также известные как уравнения Эйнштейна) связывают геометрию пространства-времени с распределением материи в нем. Уравнения были впервые опубликованы Эйнштейном в 1915 году в виде тензорного уравнения, которое связал локальную кривизну пространства-времени (выраженную тензором Эйнштейна) с локальной энергией, импульсом и напряжением в этом пространстве-времени (выраженным тензором энергии напряжения). Аналогично тому, как электромагнитные поля связаны с распределением зарядов и токов через уравнения Максвелла , EFE связывают геометрию пространства-времени с распределением массы-энергии, импульса и напряжения, то есть они определяют метрический тензор пространства-времени для данного расположения напряжения-энергии-импульса в пространстве-времени. Связь между метрическим тензором и тензором Эйнштейна позволяет записать EFE в виде набора нелинейных дифференциальных уравнений в частных производных при таком использовании. Решения EFE являются компонентами метрического тензора. Инерционные траектории частиц и излучения (геодезические) в полученной геометрии затем рассчитываются с помощью уравнения геодезических.

Помимо сохранения локальной энергии-импульса, EFE сводится к закону тяготения Ньютона в пределе слабого гравитационного поля и скоростей, намного меньших скорости света. Точные решения для EFE могут быть найдены только при упрощающих предположениях, таких как симметрия. Чаще всего изучаются специальные классы точных решений, поскольку они моделируют многие гравитационные явления, такие как вращение черных дыр и расширение Вселенной. Дальнейшее упрощение достигается за счет аппроксимации пространства-времени как имеющего лишь небольшие отклонения от плоского пространства-времени, что приводит к линеаризованному EFE. Эти уравнения используются для изучения таких явлений, как гравитационные волны.

Альберт Эйнштейн ( EYEN-styne ; немецкий: [ˈalbɛʁt ˈʔaɪnʃtaɪn] (слушай); 14 марта 1879 г. - 18 апреля 1955 г.) был физиком-теоретиком немецкого происхождения, широко признанным одним из величайших физиков всех времен. Эйнштейн наиболее известен разработкой теории относительности, но он также внес важный вклад в развитие теории квантовой механики. Теория относительности и квантовая механика вместе составляют два столпа современной физики. Его формула эквивалентности массы и энергии E = mc2, вытекающая из теории относительности, была названа «самым известным уравнением в мире». Его работы также известны своим влиянием на философию науки. Он получил Нобелевскую премию по физике 1921 года «за заслуги перед теоретической физикой и особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта», что стало поворотным шагом в развитии квантовой теории. Его интеллектуальные достижения и оригинальность привели к тому, что «Эйнштейн» стал синонимом «гениальности». В 1905 году, год, который иногда называют его annus mirabilis («чудесный год»), Эйнштейн опубликовал четыре новаторских статьи. Они изложили теорию фотоэффекта, объяснили броуновское движение, ввели специальную теорию относительности и продемонстрировали эквивалентность массы и энергии. Эйнштейн считал, что законы классической механики больше нельзя согласовать с законами электромагнитного поля, что привело его к разработке специальной теории относительности. Затем он распространил теорию на гравитационные поля; в 1916 году он опубликовал статью по общей теории относительности, в которой представил свою теорию гравитации. В 1917 году он применил общую теорию относительности для моделирования структуры Вселенной. Он продолжал заниматься проблемами статистической механики и квантовой теории, что привело к его объяснениям теории частиц и движения молекул. Он также исследовал тепловые свойства света и квантовую теорию излучения, заложившую основу фотонной теории света.

Однако на протяжении большей части более поздней части своей карьеры он работал над двумя в конечном итоге безуспешными попытками. Во-первых, несмотря на его большой вклад в квантовую механику, он выступал против того, во что она превратилась, возражая, что природа «не играет в кости». Во-вторых, он попытался разработать единую теорию поля, обобщив свою геометрическую теорию гравитации, включив в нее электромагнетизм. В результате он все больше изолировался от основного течения современной физики.

Эйнштейн родился в Германской империи, но переехал в Швейцарию в 1895 году, отказавшись от своего немецкого гражданства (как подданного королевства Вюртемберг) в следующем году. В 1897 году, в возрасте 17 лет, он поступил на диплом преподавателя математики и физики в Швейцарской федеральной политехнической школе в Цюрихе, которую окончил в 1900 году. В 1901 году он получил швейцарское гражданство, которое сохранил до конца своей жизни. а в 1903 году он получил постоянную должность в Швейцарском патентном бюро в Берне. В 1905 году Цюрихский университет присвоил ему степень доктора философии. В 1914 году Эйнштейн переехал в Берлин, чтобы поступить в Прусскую академию наук и Берлинский университет имени Гумбольдта. В 1917 году Эйнштейн стал директором Физического института кайзера Вильгельма; он также снова стал гражданином Германии, на этот раз прусским.

В 1933 году, когда Эйнштейн находился с визитом в США, к власти в Германии пришел Адольф Гитлер. Эйнштейн, еврей по происхождению, возражал против политики новоизбранного нацистского правительства; он поселился в Соединенных Штатах и ​​стал американским гражданином в 1940 году. Накануне Второй мировой войны он подписал письмо президенту Франклину Д. Рузвельту, в котором предупреждал его о потенциальной программе создания ядерного оружия Германией и рекомендовал США начать аналогичные исследования. Эйнштейн поддерживал союзников, но в целом осуждал идею ядерного оружия.