Ett sätt är att låta rumtiden motsvaras av en gummiväv.(se fig nedan)
Den allmänna relativitetsteorin är Einsteins gravitationsteori och handlar om graviterande kroppar och deras inverkan på varandra och på det rum de finns i.
Enligt denna teori förändrar varje massiv kropp rummets geometri. Krökningen påverkar allt som passerar nära massan så att detta viker av och får en förändrad bana. Detta ger upphov till det som vi vanligtvis kallar gravitation.
En graviterande kropp kröker även tiden och får denna att sakta av i ett gravitationsfält genom att bromsa dess hastighet. Denna nära koppling av rum och tid gör att man inom relativitetsteorin räknar med fyra dimensioner (tre rumsdimensioner och en tidsdimension).
Då dessa effekter är oskiljaktiga använder man ofta termen rumtid .
För att illustrera denna krökningseffekt brukar man använda sig av liknelser.
Ett sätt är att låta rumtiden motsvaras av en gummiväv.(se fig nedan)
Tyngder utplacerade på denna väv ger fördjupningar och fördjupningarna motsvarar de områden där gravitationen (krökningen) är som starkast i rumtidsväven.
Detta är dock bara en liknelse, i verkligheten är ju rymden vi lever i 3-dimensionell. En krökning av ett 3-dimensionellt rum kan vi inte visualisera, vi kan endast se effekterna av den. En kropp som rör sig genom rummet följer alltid den energisnålaste banan, dvs den går rakt fram. Om rummet är krökt så blir "rakt fram" i stället en krokig bana för en åskådare. Den "kraft" som tycks böja av kroppens bana är vad vi brukar kalla för gravitation.
TANKEEXPERIMENT
Om ljus passerar en stor massa viker detta av på grund av rummets krökning och får därmed en ändrad bana.
Tänker man sig då tex EN avlägsen kvasar vars ljus färdas mot jorden så kommer en stor massa, såsom en galax, böja av detta ljus.
Är massan tillräckligt stor så kan ljuset bli såpass avböjt att vi på jorden skulle se det som om de var TVÅ kvasarer. Denna effekt har sedan visat sig stämma även i praktiken.
Vid 1919 års solförmörkelse kunde man för första gången förutsäga med hjälp av den allmänna relativitets teorin, hur stjärnljus skulle böja av runt en massa så som solen.
Man jämförde stjärnans läge på stjärnhimlen under solförmörkelsen då den låg bakom solen med det läge den hade då inte solens massa låg ivägen för stjärnljuset.
Då den avböjning som den allmänna relativitetsteorin förutsåg visade sig stämmaväl, till skillnad från det värde som den speciella gav, så var detta ett starkt experimentellt stöd för teorin.
EXPERIMENT
Krökningen av rummet kring en massa ger upphov till att massiva stjärnhopar fungerar som naturliga linser. Stjärnhoparna fokuserar nämligen avlägset stjärnljus så som en vanlig optisk lins böjer ljus för att skapa en bild. Dessa naturliga linser som beror på krökningen av rummet, brukar kallas gravitationslinser.
Bilden visar en galaxhop vid namn Abell 2218 som är en gravitationslins.
Den är tagen med Hubble teleskopet, se
Länkar för fler bilder.
Denna galaxhop är så massiv och kompakt att ljustrålar som passerar denna påverkas av dess enorma gravitationsfält och deras bana ändras.
Detta medför att bilder av objekt som ligger bortom galaxhopen förstoras, förvrängs och blir ljusare.
Man får härmed en kraftig förstorande lins som möjliggör att man kan studera galaxer så avlägsna att man normalt inte skulle kunna se dem ens med det mest kraftfulla tillgängliga teleskop.
Bilder av väldigt avlägsna galaxhopar, 5-10 gånger längre bort än Abell hopen, förvrängs och blir bågformiga. Dessa hopar existerade redan när universum bara var en fjärdedel av dess nuvarande ålder och ger därmed värdefull information om hur den tidiga galax evolutionen var.
Om avböjningen skapar flera bilder av samma galax så kallar man detta "multiple lensing". För att klargöra att det verkligen rör sig om samma galax måste dess spektra vara identiska. Totalt ger Abell 2218 sju stycken sådana här multipel system.