Albert Einstein tarafından 1916 yılında kaleme alınan "İzafiyet Teorisi: Özel ve Genel Kuram" (Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie), karmaşık fiziksel kavramları matematikçi olmayan okurların da anlayabileceği bir düzeyde açıklamak amacıyla yazılmıştır.
Kitap genel olarak üç ana bölüme ayrılır:
Özel Görelilik,
Genel Görelilik
Bütün Olarak Evren Üzerine Düşünceler
1. Bölüm: Özel Görelilik Kuramı (The Special Theory of Relativity)
Bu bölüm, Newton fiziğinin mutlak zaman ve mutlak mekan kavramlarını yıkarak yerine gözlemciye bağlı bir evren modeli koyar.
* Geometrik Temeller ve Hareket: Einstein, klasik mekanikteki "hareket" kavramını sorgular. Bir trenin içindeki gözlemciye göre duran bir nesne, dışarıdaki bir gözlemciye göre hareket halindedir. Buradan hareketle, tüm hareketlerin bir referans sistemine göre tanımlandığı sonucuna varır.
* Işık Hızının Mutlaklığı: Teorisinin en radikal adımıdır. Işığın boşluktaki hızı (c), gözlemcinin veya ışık kaynağının hareketinden bağımsız olarak her zaman sabittir (yaklaşık 300.000 km/s). Bu durum, klasik hız toplama yasasını (koşan bir trenden atılan taşın hızı gibi) altüst eder.
* Eşzamanlılığın Göreliliği: İki olayın aynı anda gerçekleşmesi, gözlemcinin hareketine bağlıdır. Bir gözlemci için aynı anda olan iki şimşek çakması, hareket halindeki bir diğeri için farklı zamanlarda gerçekleşebilir.
* Zaman Genişlemesi ve Boy Kısalması: Işık hızının sabit kalabilmesi için zamanın ve mekanın esnemesi gerekir. Hız arttıkça zaman daha yavaş akar ve hareket doğrultusundaki uzunluklar kısalır.
* Kütle ve Enerji Eşdeğerliği (E = mc^2): Özel göreliliğin en meşhur sonucudur. Enerji ve kütle, aynı madalyonun iki yüzüdür. Küçük bir kütle, muazzam bir enerji potansiyeli taşır.
2. Bölüm: Genel Görelilik Kuramı (The General Theory of Relativity)
Einstein bu bölümde, özel göreliliği ivmeli hareketleri ve kütleçekimini kapsayacak şekilde genişletir.
* Eşdeğerlik İlkesi (Equivalence Principle): Einstein’ın "hayatımdaki en mutlu düşünce" dediği kısımdır. Uzay boşluğunda ivmelenen bir asansördeki gözlemci, bu ivmeyi kütleçekiminden ayırt edemez. Yani yerçekimi ve ivme fiziksel olarak eşdeğerdir.
* Uzay-Zamanın Eğriliği: Newton'un aksine Einstein, kütleçekimini bir "kuvvet" olarak değil, uzay ve zaman dokusunun bir geometrik özelliği olarak tanımlar. Büyük kütleli cisimler (güneş gibi), çevrelerindeki uzay-zamanı bükerler. Gezegenler de bu bükülmüş yollar (jeodezikler) üzerinde hareket ederler.
* Işığın Sapması ve Deneyler: Genel görelilik, ışığın büyük kütleli cisimlerin yanından geçerken eğrileceğini öngörür. Bu, 1919'daki güneş tutulması sırasında yıldız ışıklarının sapmasının gözlenmesiyle kanıtlanmıştır. Ayrıca Merkür’ün yörüngesindeki küçük sapmalar (perihelion kayması) bu teoriyle tam olarak açıklanmıştır.
3. Bölüm: Bütün Olarak Evren Üzerine Düşünceler
Bu son bölüm, teorinin kozmolojik sonuçlarını ve evrenin yapısını ele alır.
* Sınırlı Ama Sınırsız Evren: Einstein, evrenin bir küre yüzeyi gibi sonlu ama kenarları olmayan (sınırsız) bir yapıda olabileceğini tartışır.
* Kozmoloji: Madde dağılımının evrenin genel geometrisini nasıl belirlediğini açıklar. O dönemde evrenin statik olduğuna inandığı için denklemlerine "kozmolojik sabit"i eklemiştir (daha sonra bunu en büyük hatası olarak adlandıracaktır).
Einstein'ın bu eserde anlatmak istediği şey, evrenin sabit bir sahne (mekan) ve sürekli işleyen bir saatten (zaman) oluşmadığıdır. Bunun yerine Uzay-Zaman dediği, içine giren madde ve enerjiyle şekil değiştiren esnek bir kumaş vardır.
Bu kitabı okurken en önemli ipucu, Einstein'ın meşhur "düşünce deneylerini" (trendeki adam, asansördeki adam vb.) zihninizde canlandırmaktır; çünkü o, evreni denklemlerden önce bu basit görsellerle çözmüştür.