Einstein giải thích sức hút như thế nào?
Theo Einstein, sức hút không phải là lực. Đó là biểu hiện của chính cấu trúc của không gian - thời gian, bị cong đi do chứa vật chất hoặc năng lượng trong lòng nó. Không gian - thời gian là gì? Đó là tổ chức của Vũ trụ, có bốn chiều, kết quả thống nhất không gian ba chiều quen thuộc của chúng ta với thời gian. Trong quan niệm của Newton về một không gian tuyệt đối ba chiều, thì một khối lượng như Mặt trời sản ra mặt lực hút làm cong quỹ đạo của các hành tinh. Theo thuyết Einstein thì hành tinh không chịu một lực nào cả, nó được tự do và di chuyển từ điểm này sang điểm khác theo con đường ngắn nhất: quỹ đạo của nó là một đường trắc địa[1] của không gian - thời gian bị uốn cong vì khối lượng Mặt trời. Vậy bằng cách nào mà Einstein đã hình học hóa được sức hút như vậy?
Để giải đáp, trước hết ta hãy trở lại khái niệm về khối lượng tham gia vào hai hiện tượng tách biệt: sức hút và quán tính. Trong trường hợp thứ nhất, người ta nói đến ''khối nặng'', (khối lượng hấp dẫn) biểu hiện trong định luật vạn vật hấp dẫn. Nó đo lực mà một vật hút hoặc bị hút bởi các vật khác. Trong trường hợp thứ hai, người ta nói đến “khốí ì” (khối lượng quán tính): nó đo lực cản lại sự thay đổi trạng thái chuyển động của một vật. Trong khuôn khổ của thuyết Newton, không có lý do tiên nghiệm nào để cho phản lực của một vật có sức hút giống hệt với lực cản chống lại sự thay đổi chuyển động của nó. Nhưng từ thời Newton đã có những thí nghiệm gợi ra rằng hai khối lượng là tương đương. Từ đó tính chất này đã nhiều lần được xác nhận bằng thực nghiệm rất chính xác. Einstein đã không thể giải quyết được nếu thấy một sự trùng hợp đơn giản ở đây và nó đã gợi cho ông ''ý tưởng lớn nhất trong đời'': nguyên lý tương đương[2], theo như chính lời ông. Trên thực tế, tính chất nổi bật này hàm chứa ý tưởng rằng chuyển động của một vật chịu những lực hút không phụ thuộc vào bản chất của vật và đặc biệt là vào khối lượng của nó. Ở vị trí và tốc độ ban đầu giống nhau, một hạt cát hoặc một hành tinh như Trái đất sẽ vạch cùng quỹ đạo xung quanh Mặt trời. Vì vậy chuyển động do sức hút có tính chất tuyệt đối và có thể mô tả bằng hình học đơn thuần. Đây là một đặc điểm riêng của sức hút, không tương đương với điện từ chẳng hạn, trong đó chuyển động phụ thuộc vào giá trị điện tích. Từ đó là khả năng hình học hóa sức hút và những khó khăn mà Einstein gặp phải trong ý định hình học hóa điện từ của ông.