Einstein suppose che la gravità non fosse una forza, come la spinta che una motrice esercita sotto la pancia del treno, bensì una deformazione spazio-temporale. Le due entità spazio-tempo sono immaginate come un telaio invisibile che permea ogni cosa, uguale a una tensostruttura, che però esiste anche nella quarta dimensione. Nel vuoto, l’intelaiatura invisibile è quadrata: tutte le coordinate si incontrano ad angolo retto. Una pallina da tennis, ad esempio, se viene spinta lungo una coordinata continuerà su quella in moto rettilineo uniforme. Ma un oggetto massiccio come u pianeta deforma lo spazio che è accanto. Sulla Terra, ad esempio, le coordinate spazio-temperali sono curvate dalla gravità terrestre. Se una pallina è lanciata attraverso una stanza, essa segue i montanti di un telaio incurvato e assume la classica traiettoria inclinata verso il basso (la parabola). Secondo Einstein il moto della palla non è influenzato dalla forza di gravità: è invece la Terra che modifica lo spazio-tempo che le sta intorno.

einsteinGli oggetti si muovono in modo perfettamente normale rispetto al tratto di reticolo spazio-temporale, ma poiché le entità in gioco sono distorte, gli oggetti che cadono viaggiano lungo coordinate spazio-temporali incurvate. Proprio come la mappa del globo terrestre può essere tracciata accuratamente soltanto sulla superficie di una sfera, così il reticolo dello spazio-tempo può essere rappresentato solamente in una superficie curva. Le equazioni di campo presentate da Einstein descrivono come lo spazio tempo sia curvato in presenza della gravità; la loro risoluzione consente di determinare in modo corretto, la curvatura dello spazio-tempo. Gli effetti gravitazionali possono essere concisamente riassunti assumendo che tutte le particelle di materia e tutte le onde luminose seguono il percorso più breve tra due punti nello spazio-tempo curvato. Dato che la luce viene deflessa in un campo gravitazionale, è possibile che gli oggetti molto massiccio agiscano nello spazio come lenti gravitazionali, focalizzando la luce proveniente da stella molto distanti e producendo immagini multiple. Le lenti gravitazionali, la cui esistenza è stata finalmente osservata quest’anno, curvano e focalizzano la luce proprio come fa una grossa lente di ingrandimento; esse confermano in modo spettacolare la presenza della curvatura spazio-temporale e ci fa sentire più sicuri e meravigliati circa i risultati ottenuti da Einstein.

I quasar si ritiene siano corpi estremamente luminosi, posti ai confini dell’universo conosciuto. La loro esatta natura è oggetto di studi da anni, ma ormai appare chiaro che essi siano dei corpi galattici molto lontani ed estremamente luminosi, estremamente deformati dalle lenti gravitazionali. Questo fenomeno faceva pensare che fossero delle sorgenti simili a stelle doppie, gemelli. Al contrario, per effetto delle lenti gravitazionali, gli astronomi stavano osservano semplicemente la stessa sorgente.