با وجود این که نظریه نسبیت خصوصی، در سال های بعد از پیشنهاد آن، با استقبال گسترده ای روبرو شد، اینشتین، خود از این نظریه راضی نبود. به نظر او، این نظریه هنوز نارساییهایی داشت. چیزی که او را بیش از همه آزار می داد، این واقعیت بود که این نظریه، هیچ اشاره ای به گرانی نمیکرد. این طور به نظر میرسید که نظریه گرانی نیوتون، اصول نسبیت خاص را نقض می کند.
تصور کنیم که اگر خورشید ناگهان ناپدید شود؛ چه روی خواهد داد؟ برای زمین، چقدر طول خواهد کشید تا از دور بیفتد و از مدار خود خارج شود؟ بر پایه نظریه نیوتون، اگر خورشید ناپدید شود، زمین به طور آنی، مدار خود را به دور خورشید ترک و به سوی اعماق فضا پرواز خواهد کرد.
از نظر اینشتین، این نتیجه گیری، غیر قابل قبول بود. هیچ چیز، حتی گرانی نمیتواند بیش از سرعت نور حرکت کند. حدود هشت دقیقه (زمانی که لازم است تا نور خورشید به زمین برسد)، وقت لازم است تا زمین از مدار خود خارج شود. این واقعیت، به یک نظریه جدید گرانی نیاز داشت. نظریه گرانی نیوتون بایستی نادرست باشد؛ زیرا در آن اشاره ای به سرعت نور که بالاترین سرعت در جهان است، نشده است.
راه حلی که اینشتین در سال ۱۹۱۵ برای حل این معما پیشنهاد کرد، نظریه نسبیت عام بود که در آن، گرانی، با به هم آویختن مکان-زمان و ماده-انرژی ، توضیح داده شده است. یک بار دیگر، با وجود این که معادلات ریاضیات، کمی پیچیده است، میتوان نظریه را بر پایه یک شکل ساده فیزیکی خلاصه کرد:
یک پتوی بزرگ که از همه سو گرفته و کاملا کشیده شده است را در نظر بگیرید که در مرکز آن یک توپ بولینگ قرار دارد. وزن توپ طبیعتا سنگینی می کند و توپ در تشک فرو می رود. اکنون یک مهره ی گرد را در نظر بگیریم که در روی سطح خمیده تشک، حرکت می کند. این مهره به جای این که مسیر مستقیمی بپیماید، مدار دایره ای شکلی در اطراف فرورفتگی طی خواهد کرد.
از نقطه نظر نیوتن، میتوان یک “نیروی” نامرئی را در نظر گرفت که بین مهره و توپ بولینگ عمل میکند. اما از نظر اینشتین، تفسیر بسیار ساده تر این است که توپ بولینگ، سطح پتو را خمیده کرده است. در نتیجه ی این خمیدگی، مهره ی کوچک که از کنار توپ میگذرد، درون قوس حاصل از آن افتاده و به صورت دایره وار، به دور آن میگردد و میگردد تا این که روی آن سقوط کند.
حالا تصور کنیم که توپ بولینگ در واقع خورشید، مهره ی کوچک زمین، و پتو شبکه ی فضا-زمان است. ما ناگهان پی میبریم که “گرانی” یک نیرو نیست؛ بلکه خمیدگی فضا-زمان است که آن را ماده-انرژی(مثل خورشید) به وجود آورده است.
اگر به طور ناگهانی توپ بولینگ را از روی پتو برداریم، نوسانهایی که با برداشتن آن به وجود می آید، مانند یک موج، در روی سطح تشک پخش خواهد شد. لحظه ای بعد، موج به مهره خواهد رسید و مسیر آن را تغییر خواهد داد. این پاسخ همان مسئله است که چه روی خواهد داد اگر خورشید، ناگهان محو شود. امواج گرانی که با سرعت نور حرکت میکنند، حدود ۸ دقیقه پس از محو شدن خورشید، به زمین میرسند. با این ترتیب، نظریه گرانی و نظریه نسبیت با یکدیگر سازگار شدند.
یک بار دیگر بسیاری از فیزیکدانها، از نظریه جدید اینشتین، به سردی استقبال کردند. فیزیکدانها که هنوز از اعلام اینشتین دایر بر این که ما، در یک پیوستار چهاربعدی فضا-زمان زندگی میکنیم، در حالت سرگیجه به سر میبردند، اکنون با نظریه عجیب دیگری روبرو شده بودند: این پیوستار، به علت وجود ماده-انرژی خمیده شده است.
اما در ۲۹ مه ۱۹۱۹، آزمایشهای هیجان انگیزی در برزیل و افریقا، هنگام کسوف کامل خورشید، توسط آرتور ادینگتون انجام شدند که نظریه نسبیت عام اینشتین را تایید کرد. نظریه اینشتین پیش بینی میکرد که پرتوهای نور(همانند ماده)، زمانی که از کنار خورشید میگذرند، خم میشوند. این بدان معنا بود که منبع وسیع ماده-انرژی، میتوانست فصا-زمان را خمیده کند. انحراف نور ستاره در کنار خورشید، آزمایش پر هیجانی از این اندیشه ها بود.
انحراف مسیر نور ستارگان با مقایسه موقعیت آنها هنگام شب و هنگام کسوف کامل خورشید در روز، موقعی که ستارگان قابل مشاهده بودند، اندازه گیری شد. خبر اندازه گیری انحراف مسیر نور، هنگامی که از نزدیکی خورشید میگذرد و تایید تجربی نظریه نسبیت عمومی، در عنوانهای اصلی روزنامه های جهان قرار گرفت.
اینشتین از درستی شکل فیزیکی معادلات مطمئن بود و از نتایج آزمایش کسوف خورشید، شگفت زده نشد. در آن سال، یک دانشجو از اینشتین پرسید:”اگر آزمایش جواب منفی میداد، شما چه جوابی میدادید ؟” اینشتین در پاسخ گفت:”در این صورت، من برای خدای بزرگ، تاسف میخوردم. اما این نظریه درست است.”
(در واقع اینشتین، نظریه خود را آن چنان بر اصول توانمند فیزیکی و تقارن زیبایی استوار ساخته بود، و چندان از دریافت جایزه نوبل مربوطه، اطمینان داشت که بخشی از آن را برای پرداخت به همسر اولش که از او طلاق گرفته بود، در نظر گرفت. زمانی که بالاخره در ۱۹۲۱، جایزه نوبل فیزیک به او تعلق گرفت، اعضای کمیته در مورد نسبیت، با وجود اینکه داده های علمی آن را به شدت تایید میکرد، اتفاق نظر نداشتند. بالاخره کمیته، تصمیم گرفت که جایزه نوبل را به پاس کشف نظریه پدیده ی فوتوالکتریک ، به وی اعطا کند.)
