moaminsharifi/fa-wiki-spell-checker huggingface dataset:
علاوه براین، نظریه شامل هیچ ساختار پس زمینه‌ای هندسی ناوردایی نیست، یعنی مستقل از پس زمینه است. از این رو از اصل قوی تری به نام اصل نسبیت عام پیروی می‌نماید؛ این اصل بیان می‌کند که قوانین فیزیکی برای همه ناظرها یکسان هستند.برای مشکلات مفهومی و تاریخی تعریف یک «اصل نسبیت عام» و جداسازی آن از مفهوم هموردایی عام، را ببینید. در مورد ساختارهای محلی، همان‌گونه که در اصل هم‌ارزی اشاره شد، فضازمان مینکوفسکی وار است و قوانین فیزیکی دارای ناوردایی محلی لورنتس هستند.بخش ۵ در فصل ۱۲ از
هدف اصلی در مدل‌سازی با استفاده از نسبیت عام، یافتن پاسخی برای معادلات میدان اینشتین می‌باشد. با داشتن معادلات اینشتین و همچنین معادلات مناسب دیگر برای توصیف ویژگی‌های ماده، پاسخ معادلات یک خمینه شبه ریمانی (که معمولاً با استفاده از یک متریک در یک مختصات خاص تعریف می‌شود) به همراه "میدان‌های ماده‌ی" خاصی روی آن خمینه خواهد بود. ماده و هندسه باید در معادلات انیشتین صدق کنند، پس به‌طور خاص تانسور انرژی–تکانه باید بدون واگرایی باشد. البته ماده باید در معادلات دیگری که از طریق ویژگی‌هایش تحمیل می‌شوند نیز صدق کند. در مجموع چنین پاسخی برای این معادلات در حقیقت مدلی از جهان را نمایش خواهد داد که نسبیت عام و قوانین محتمل دیگری که بر ماده موجود حاکمند را ارضا می‌نماید.فصل‌های مقدماتی
معادلات اینشتین معادلات دیفرانسیل غیرخطی با مشتقات پاره‌ای هستند و به همین سبب یافتن پاسخ دقیق برای این معادلات دشوار است. با این حال چند پاسخ دقیق برای این معادلات پیدا شده‌است؛ اگر چه که تنها برخی از این پاسخ‌ها کاربرد مستقیم فیزیکی دارند.برای اطلاعات جانبی و لیستی از پاسخ‌ها، را ببینید؛ یک بررسی جدیدتر نیز در یافت می‌شود. بهترین پاسخ‌های دقیق کشف شده که از دیدگاه فیزیکی نیز جالب‌ترند، عبارتند از: پاسخ شوارتزشیلد، پاسخ رایسنر–نوردشتروم و متریک کِر که هرکدام با یک نوع خاص سیاه‌چاله در جهانی که تنها شامل این سیاه‌چاله است، در تناظر هستند، و متریک فریدمان–لومتر–رابرتسون–واکر و جهان دو سیتر که هر دو جهان در حال انبساط را توصیف می‌کنند.
پاسخ‌هایی که اهمیت نظری دارند عبارتند از متریک گودل (که احتمال سفر در زمان در فضازمان خمیده را مطرح می‌کند)، پاسخ تاب–نات (مدلی از جهان که همگن است اما همسانگرد نیست) و فضای پاد–دوسیتر (که به تازگی در زمینه حدس مالداسنا مورد توجه قرار گرفته‌است).توصیف مختصری از این پاسخ‌ها و پاسخ‌های جالب دیگر را می‌توان در یافت.
به دلیل دشواری یافتن پاسخ‌های دقیق، معادلات میدان اینشتین را اغلب با استفاده از انتگرال‌گیری عددی به کمک رایانه یا با استفاده از روش‌های اختلالی با ایجاد انحرافات کوچک از جواب اصلی حل می‌کنند. در شاخه «نسبیت عددی»، رایانه‌های توانمندی به خدمت گرفته می‌شوند تا معادلات اینشتین را برای شرایط خاصی مثل برخورد سیاه‌چاله‌ها حل کنند.
در اصل، چنین روش‌هایی را با در دست داشتن توان پردازشی کافی می‌توان برای هر سامانه‌ای به‌کار برد و به دنبال پاسخ برای پرسش‌هایی بنیادی همچون تکینگی‌های برهنه بود. جواب‌های تقریبی را همچنین می‌توان از طریق نظریه‌های اختلال یافت، مانند گرانش خطی‌شدهمثلاً
و تعمیم آن، بسط پسانیوتنی که هردو توسط اینشتین به‌وجود آمده‌اند. بسط پسانیوتنی روش حلی سیستماتیک برای فضازمانی ارائه می‌کند که شامل توزیعی از ماده در حال حرکت با سرعتی کم نسبت به سرعت نور می‌باشد. این بسط شامل یک سری از جملات است که جمله اول نماینده گرانش نیوتنی است و جمله‌های بعدی نماینده اصلاحاتی هستند که به واسطه نسبیت عام بر گرانش نیوتنی وارد می‌شوند که مقدارشان در جملات متوالی کاهش می‌یابد.
نسخه گسترش‌یافته این بسط، صورت‌گرایی پسا-نیوتنی پارامتری است که امکان مقایسه کمّی بین پیش‌بینی‌های نسبیت عام و نظریه‌های جایگزین را به‌وجود می‌آورد.,
نسبیت عام پیامدهای فیزیکی چندی را به دنبال دارد. برخی از آن‌ها مستقیماً از اصول نظریه ناشی می‌شوند در حالیکه سایر آن‌ها تنها در طول نود سال پژوهشی که به دنبال انتشار نخستین نظریه توسط اینشتین آغاز شد، مشخص گشته‌اند.
بافرض درستی اصل هم‌ارزی، and . اینشتین در سال ۱۹۰۷ این آثار را از اصل هم‌ارزی نتیجه گرفت. را ببینید و توصیف آن در نیز آمده‌است
گرانش بر گذر زمان اثر می‌گذارد. نوری که به درون یک چاه گرانش فرستاده می‌شود، منتقل به آبی می‌گردد. در حالی‌که نوری که در جهت مخالف فرستاده می‌شود؛ یعنی از چاه گرانش بالا می‌آید منتقل به سرخ می‌گردد. این پدیده‌ها را "انتقال بسامد گرانشی" می‌نامند. به‌طور کلی، فرایندهایی که در نزدیکی یک جسم پرجرم صورت می‌گیرند کندتر از فرایندهایی که در فواصل دورتر قرار دارند پیش می‌روند. این پدیده را "اتساع زمان گرانشی" می‌گویند.;
انتقال به سرخ گرانشی در آزمایشگاهآزمایش پوند–ربکا را ببینید ، ؛ ; فهرستی از آزمایش‌های بیشتری نیز در آمده‌است. و با بهره‌گیری از مشاهدات اخترفیزیکی; جدیدترین و دقیقترین اندازه‌گیری‌های شباهنگ (شعرای یمانی) B در منتشر شده‌اند. اندازه‌گیری شده‌است. اتساع زمان گرانشی در میدان گرانشی زمین دفعات زیادی با بهره‌گیری از ساعت‌های اتمی بررسی شده‌است.با شروع از آزمایش هیفل–کیتینگ، و، و شکوفایی در کاوشگر گرانش ای آزمایش مروری بر آزمایش‌ها را در ببینید و به‌عنوان کاربردی جانبی برای پروژهٔ سامانه موقعیت‌یاب جهانی (GPS) این نتایج پیوسته در حال ارزیابی هستند.GPS با استفاده از مقایسه ساعت‌های اتمی ماهواره‌ها پیوسته در حال آزموده شدن است؛ برای مبحث آثار نسبیتی و را ببینید. آزمونی در میدان گرانشی قوی‌تر را می‌توان با استفاده از مشاهدات تپ‌اخترهای دوتایی انجام داد. و
تمام نتایج با نسبیت عام همخوانی دارندبررسی‌های عمومی در بخش ۲٫۱ از Will 2006; Will 2003, ص. 32–36؛ اما در سطح دقت کنونی این آزمایش‌ها نمی‌توانند بین نسبیت عام و سایر نظریه‌هایی که در آن‌ها اصل هم‌ارزی معتبر است تمایزی قائل شوند.
نسبیت عام پیش‌بینی می‌کند که مسیر نور در میدان گرانشی خم می‌شود. نوری که از نزدیکی یک جسم پرجرم می‌گذرد به سوی آن جسم خمیده می‌شود. این اثر با مشاهده نور ستارگان دور و اختروش‌ها که با گذر از کنار خورشید خمیده می‌شود، تأیید شده‌است.برای اندازه‌گیری‌های کلاسیک اولیه توسط اکتشافات ادینگتون را ببینید؛ برای مرور اندازه‌گیری‌های جدیدتر، را ببینید. برای دقیق‌ترین مشاهدات مستقیم مدرن توسط اختروش‌ها، را ببینید.
این پیش‌بینی و پیش‌بینی‌های مرتبط از این واقعیت پیروی می‌کنند که نور مسیری را که به آن نورواره (نور–مانند) یا ژئودزیک پوچ (که تعمیمی بر خطوط مستقیمی در فیزیک کلاسیک هستند که نور در راستای آن‌ها منتشر می‌شود) می‌گویند، دنبال می‌کند. چنان ژئودزیک‌هایی در واقع تعمیم ناوردایی سرعت نور در نسبیت خاص هستند.این یک اصل مستقل نیست؛ می‌توان آن را از معدلات اینشتین و لاگرانژین ماکسول با استفاده از یک تقریب دبلیو کی بی به دست آورد، ببینید
چنانچه مدل‌های فضازمان را بررسی کنیم (چه مدل خارجی جواب شوارتزشیلد، چه مدلهایی که بیش از یک جرم دارند مثل بسط پسانیوتنی) آثار متعددی از گرانش بر نور جلوه خواهند نمود. اگرچه می‌توان خمش نور را از تعمیم جهانشمول بودن سقوط آزاد به نور نتیجه گرفت،؛ برای مثالهای تاریخی، ؛ در حقیقت اینشتین یک نمونه از این گونه نتیجه گیریها را منتشر نمود . چنین محاسباتی به‌طور ضمنی می‌گمارند که هندسه فضا اقلیدسی است، ببینید
زاویه شکستی که از نتیجه چنین محاسباتی به دست می‌آید تنها نیمی از مقداری است که از نسبیت عام به دست می‌آید.از دید نظریه اینشتین، این نتیجه گیریها اثر گرانش بر زمان را نیز درنظر می‌گیرند، اما پیامدهایش در پیچ و تاب دادن به فضا را در نظر نمی‌گیرند، ببینید
تأخیر زمانی گرانشی (یا تأخیر شاپیرو) ارتباط تنگاتنگی با شکست گرانشی نور دارد. تأخیر زمانی گرانشی به پدیده‌ای اشاره دارد که طی آن گذر نور در یک میدان گرانشی مدت زمان بیشتری از گذر نور در غیاب آن میدان به طول می‌انجامد. آزمون‌های موفق بی‌شماری برای این پیش‌بینی انجام شده‌اند.برای میدان گرانشی خورشید با استفاده از سیگنال‌های رادار بازتابیده شده از سیاراتی چون ناهید و تیر، را ببینید، ؛ برای سیگنال‌هایی که توسط کاوشگرهای فضایی فرستاده شده‌اند (اندازه‌گیریهای ترانسپوندر)، را ببینید؛ برای مرور کلی، را ببینید؛ برای اندازه‌گیری‌های جدیدتر با استفاده از سیگنال‌های دریافت شده از یک تپ‌اختر که بخشی از یک منظومه دوتایی است، میدان گرانش باعث تأخیر زمانی می‌شود، را ببینید.
در صورت‌گرایی پارامتری پسانیوتنی (PPN)، اندازه‌گیری هر دو پدیده شکست نور و تأخیر زمانی گرانشی پارامتری به نام γ را مشخص می‌سازد، که تأثیر گرانش بر هندسه فضازمان در آن به رمز درآمده‌است.
یکی از تشابه‌های متعدد میدان گرانشی ضعیف و میدان الکترومغناطیس این است که همانند امواج الکترومغناطیسی، امواج گرانشی نیز وجود دارند: امواجی در متریک فضازمان که با سرعت نور منتشر می‌شوند.این امواج به‌طور غیرمستقیم از طریق انرژی گمشده در منظومه‌های دوتایی تپ‌اخترهایی مانند دوتایی هالس–تیلور –موضوع جایزه نوبل ۱۹۹۳ در فیزیک – مشاهده شده‌اند، پروژه‌هایی برای مشاهده مستقیم آن‌ها نیز در راه‌اند. برای یک مرور کلی را ببینید. برخلاف امواج الکترومغناطیسی، منشأ امواج گرانشی دوقطبی نیست، بلکه چهار قطبی است؛ را ببینید
ساده‌ترین نوع چنین موجی را می‌توان با عمل آن بر روی حلقه‌ای از ذرات که آزادانه شناورند نمایش داد. موج سینوسی که از درون چنین حلقه‌ای به سمت خواننده منتشر می‌شود به صورت ریتمیک حلقه را دچار اعوجاج می‌نماید (شکل سمت چپ را ببینید).بیشتر کتب پیشرفته دربارهٔ نسبیت عام چنین ویژگی‌هایی را توصیف نموده‌اند، مثلاً
از آنجا که معادلات اینشتین غیرخطی هستند، امواج گرانشی که به اندازه کافی قوی باشند، از اصل برهم‌نهی پیروی نمی‌کند و این باعث دشواری توصیف آن‌ها می‌شود؛ درحالیکه برای میدان‌های ضعیف می‌توان از یک تقریب خطی استفاده نمود. این‌گونه امواج گرانشی خطی شده از دقت کافی برای توصیف امواج گرانشی بسیار ضعیفی را که انتظار می‌رود از رویدادهای کیهانی بسیار دور به ما برسد، برخوردار هستند. در روش‌های تحلیل داده‌های مربوط به این امواج، استفاده‌های فراوانی از این واقعیت می‌شود که می‌توان امواج گرانشی خطی شده را با استفاده از سری فوریه بسط داد.مثلاً
برخی از پاسخ‌های دقیق معادلات اینشتین امواج گرانشی را بدون هیچ تقریبی توصیف می‌کنند، مثلاً قطار موجی که در فضای خالی سفر می‌کند یا آنچه به نام جهانهای گودی شناخته می‌شود که نسخه‌های مختلفی از یک کیهان در حال انبساط پر شده با امواج گرانشی است., اما برای امواج گرانشی که در موارد مربوط به اخترفیزیک، مانند ادغام دو سیاه‌چاله تولید می‌شوند، تنها راه ساخت مدل‌های مناسب در حال حاضر روشهای عددی
هستند.را برای مقدمه مختصری درمورد روش‌های نسبیت عددی، و برای ارتباط با اخترشناسی امواج گرانشی.
نسبیت عام و مکانیک کلاسیک در شماری از پیش‌بینی‌هایشان در مورد اجسام در حرکت مداری، با یکدیگر تفاوت دارند. نسبیت عام یک چرخش کلی (حرکت تقدیمی) مدار سیارات، کاهش یافتن مدار در نتیجهٔ منتشر کردن امواج گرانشی و نیز آثار مربوط به نسبیت جهت را در مورد این مدارها پیش‌بینی می‌کند.
در نسبیت عام، نقطه حضیض هر مدار (یعنی نقطه‌ای که در آن، جسم در حرکت مداری نزدیکترین فاصله را با گرانیگاه سامانه دارد) حرکتی تقدیمی خواهد داشت – همان‌طور که در شکل مشخص است، شکل مدار بیضی نیست بلکه شبیه به بیضی است که روی کانونش می‌چرخد و یک منحنی رز پدیدمی‌آورد –. اینشتین برای نخستین بار این نتیجه را با استفاده از یک متریک تقریبی به‌عنوان نمایندهٔ حد نیوتنی و یک ذره آزمون به‌عنوان جسم در حرکت مداری استنتاج نمود. برای او دانستن این واقعیت که نظریه‌اش توضیح مستقیمی دربارهٔ حرکت تقدیمی حضیض خورشیدی سیاره تیر – که در سال ۱۸۵۹ توسط اوربن لاوریه کشف شده بود – ارائه می‌کند، گواه مهمی بود بر اینکه او شکل درستی از معادلات میدان گرانشی را یافته‌است.,
این اثر را می‌توان با استفاده از متریک دقیق شوارتزشیلد (که فضازمان اطراف یک جسم کروی را توصیف می‌کند). یا صورت‌گرایی پسا–نیوتنی نیز استنتاج نمود. این پدیده ناشی از تأثیر گرانش بر هندسه فضا و نقش خود–انرژی در گرانش یک جسم (که نمود آن را در غیرخطی بودن معادلات انیشتین می‌توان دید) می‌باشد.در نتیجه، در صورت‌گرایی پسا–نیوتنی پارامتری، اندازه‌گیری‌های این اثر ترکیبی خطی از عبارتهای β وγ را مشخص می‌کند، و را ببینید
حرکت تقدیمی نسبیتی برای تمام سیاراتی که می‌توان در آن‌ها به دقت حرکت تقدیمی را اندازه گرفت(تیر، ناهید و زمین)، مشاهده شده‌اند.دقیقترین اندازه‌گیری‌ها، اندازه‌گیری‌های VLBI موقعیت‌های سیاره‌هاست؛ ببینید ، ، ; for an overview,
حرکت تقدیمی در تپ‌اخترهای دوتایی نیز اندازه‌گیری شده‌است که مقدار آن به اندازه پنج مرتبه بزرگی بیشتر است.
بنابر نظریه نسبیت عام یک منظومه دوتایی امواج گرانشی منتشر می‌کند و از این رو انرژی از دست خواهد داد. در نتیجه این کاهش انرژی فاصله بین دو جسم در حال چرخش کاهش می‌یابد؛ و بنابراین دوره تناوب چرخش آن‌ها نیز کاهش می‌یابد. در درون منظومه شمسی یا برای جفت ستاره‌های معمولی این اثر آنقدر کوچک است که قابل مشاهده نیست. اما برای یک تپ‌اختر دوتایی که در فاصله نزدیکی قرار دارد، وضعیت این‌گونه نیست. یک تپ‌اختر دوتایی از دو ستاره نوترونی در حرکت مداری هستند تشکیل شده‌است که یکی از آن‌ها تپ‌اختر است. ناظرین روی زمین، سری منظمی از پالس‌های رادیویی از یک تپ‌اختر دریافت می‌کنند که می‌توان از آن‌ها به‌عنوان یک ساعت بسیار دقیق استفاده نمود و بدین وسیله دورهٔ تناوب مداری را اندازه گرفت. از آنجا که ستاره‌های نوترونی بسیار فشرده هستند انرژی قابل توجهی از آن‌ها به‌صورت تابش گرانشی منتشر می‌شود., ,
اولین مشاهده کاهش در دوره تناوب مداری بر اثر انتشار امواج گرانشی توسط هالس و تیلور، با استفاده از تپ‌اختر دوتایی پی‌اس‌آر بی۱۹۱۳+۱۶ که در سال ۱۹۷۴ کشف کرده بودند، انجام شد. این نخستین آشکارسازی امواج گرانشی بود که البته غیرمستقیم بود. آن‌ها به خاطر این مشاهده در سال ۱۹۹۳ موفق به کسب جایزه نوبل فیزیک شدند.; برای کشف تپ‌اختر، را ببینید؛ برای شواهد اولیه تابش گرانشی، را ببینید
ازآن زمان به بعد تپ‌اخترهای دوتایی متعددی مانند پی‌اس‌آر جی۰۷۳۷–۳۰۳۹ کشف شده‌اند که در ان هر دو ستاره تپ‌اختر هستند.
شماری از آثار نسبیتی مستقیماً به نسبیت جهت مربوط می‌شوند.,
یکی از آن‌ها حرکت تقدیمی ژئودتیک است: محور جهت یک ژیروسکوپ در حال سقوط آزاد در فضازمان خمیده، وقتی که مثلاً با جهت نور دریافت شده از ستاره‌های دوردست مقایسه می‌شود تغییر می‌کند–حتی با اینکه در اینجا ژیروسکوپ در واقع به‌عنوان نمایندهٔ روشی برای ثابت نگه‌داشتن جهت (انتقال موازی) در نظر گرفته شده‌است.,
برای سیستم ماه–زمین، این اثر با کمک محدوده بندی لیزری قمری اندازه‌گیری شده‌است.,
به تازگی برای جرم‌های آزمون سوار بر ماهواره حسگر گرانش بی با دقتی بهتر از۰٫۳٪ اندازه‌گیری شده‌است.توصیف مأموریت را در ببینید؛ یک ارزیابی اولیه بعد از پرواز در آمده‌است؛ به روز رسانی‌های جدیدتر را در وبگاه مأموریت ببینید .
در نزدیکی یک جسم چرخنده آثاری که به نام گرانش مغناطیسی یا کشش چارچوب نامیده می‌شوند، وجود دارند. یک ناظر دور خواهد دید که اجسام نزدیک به جرم چرخنده کشیده می‌شوند. این اثر در مورد سیاهچاله‌های چرخان پررنگ‌تر است، زیرا در آن‌ها برای هر جسمی که وارد ناحیه‌ای به نام ارگوسفر می‌شود، چرخش اجتناب‌ناپذیر است., چنین آثاری را می‌توان با تأثیرشان بر جهت‌گیری ژیروسکوپ در حال سقوط، آزمود.، ؛ برای مروری جدیدتر را ببینید.
آزمون‌های تاحدودی بحث‌انگیز نیز توسط ماهواره‌های ژئودینامیک لیزری نیز پیش‌بینی‌های نسبیت را تأیید می‌کنند., , همچنین کاوش‌های نقشه‌بردار سراسر مریخ در اطراف مریخ نیز مورد استفاده قرارگرفته‌اند.
شکست نور توسط گرانش مسبب رده جدیدی از پدیده‌های اخترفیزیکی است. اگر یک جسم پرجرم بین اخترشناس و یک شی هدف در دوردست با جرم و فاصله نسبی مناسب قرار گیرد، اخترشناس چندین تصویر معوج از آن را می‌بیند. چنین آثاری را همگرایی گرانشی می‌خوانند.برای مرور همگرایی گرانشی و کاربردهایش، و را ببینید. بسته به پیکربندی، مقیاس و توزیع جرم، ممکن است دو تصویر یا بیشتر، یک حلقه روشن به نام حلقه اینشتین یا چندین حلقه جزئی به نام کمان دیده شوند.برای یک نتیجه‌گیری ساده را ببینید؛ مراجعه کنید به
اولین نمونه همگرایی گرانشی اختروش دوقلو بود که در سال ۱۹۷۹ کشف شد.
از آن پس بیش از صد مورد همگرایی گرانشی مشاهده شده‌است.تصاویر همه همگرایی‌های شناخته شده را می‌توان در صفحات پروژه CASTLES پیدا نمود
حتی اگر تصاویر ایجاد شده آنقدر به هم نزدیک باشند که قابل تشخیص نباشند نیز می‌توان این تأثیر را اندازه گرفت، مثلاً روشن شدن کلی جسم دور؛ چندین نمونه از این ریزهمگرایی‌های گرانشی نیز مشاهده شده‌اند.
همگرایی گرانشی به صورت ابزاری برای ستاره‌شناسی رصدی درآمده‌است. از همگرایی گرانشی در آشکارسازی حضور و توزیع ماده تاریک، به‌عنوان «تلسکوپ طبیعی» برای مشاهدهٔ کهکشان‌های دور و به‌دست‌آوردن تخمین مستقلی از ثابت هابل استفاده می‌کنند. ارزیابی آماری داده‌های همگرایی، بینش‌های ارزشمندی در مورد تکامل ساختاری کهکشانها عرضه می‌دارد.
مشاهدات تپ‌اخترهای دوتایی شواهد غیرمستقیم محکمی برای وجود امواج گرانشی به دست می‌دهند. مشاهدهٔ مستقیم امواج گرانشی یکی از اهداف اصلی پژوهش‌های نسبیتی کنونی است., , تعداد زیادی از آشکارسازهای موج گرانشی واقع بر روی زمین، هم‌اکنون در حال کار هستند که مهم‌ترین آن‌ها آشکارسازهای تداخل سنجی ژئو۶۰۰، لیگو (۳ آشکارساز)، تاما ۳۰۰ و ویرگو هستند.
آرایه‌های زمان‌سنجی تپ‌اختر مختلفی با بهره‌گیری از تپ‌اخترهای میلی‌ثانیه‌ای برای آشکارسازی امواج گرانشی در طیف −۹۱۰ تا ۱۰−۶ هرتز (که از سیاهچاله‌های پرجرم دوتایی سرچشمه می‌گیرند) ساخته شده‌اند. آشکارساز فضایی اروپایی، الیسا / ان جی اُ هم‌اکنون در حال ساخت است و یک مأموریت آزمایشی (رهیاب لیسا) برای این پروژه نیز قرار است در سال ۲۰۱۵ به فضا پرتاب شود.
در ۱۱ فوریه ۲۰۱۶ پژوهشگران در LIGO موفق به مشاهده مستقیم امواج گرانشی برای نخستین بار شدند. موج مشاهده شده ناشی از ترکیب دو سیاه‌چاله با جرم‌های تقریبی ۳۶ و ۲۹ برابر جرم خورشید، و در فاصلهٔ تقریبی ۴۱۰ مگاپارسک (حدود ۱/۳ میلیارد سال نوری) از زمین بود. موج گرانشی ناشی از تبدیل جرمی معادل با سه برابر جرم خورشید به انرژی در هنگام ترکیب دو سیاه‌چاله با یکدیگر بود. این اولین مشاهده از ترکیب دو سیاه‌چاله با یکدیگر نیز به حساب می‌آید.
مشاهدات امواج گرانشی نویدبخش تکمیل مشاهدات مربوط به طیف الکترومغناطیسی هستند. انتظار می‌رود این مشاهدات بتوانند در مورد سیاهچاله‌ها و سایر اجسام چگال مانند ستاره‌های نوترونی و کوتوله‌های سفید، انواع خاصی از انفجارهای اَبَرنواختری و همچنین فرایندهایی در جهان بسیار جوان اولیه مانند امضاهای انواع خاصی از رشته‌های کیهانی فرضی، اطلاعاتی به ما بدهند.
هرگاه نسبت جرم یک جسم به شعاعش به اندازه کافی بزرگ شود، بنا بر پیش‌بینی نسبیت عام، یک سیاهچاله تشکیل می‌شود. منطقه‌ای از فضا که هیچ چیز، حتی نور نمی‌تواند ازآن بگریزد. در مدل‌های پذیرفته‌شدهٔ کنونی تکامل ستارگان، گمان می‌رود که حالت پایانی تکامل ستارگان بزرگ، ستاره‌های نوترونی با جرمی در حدود ۱٫۴ جرم خورشیدی یا سیاهچاله‌های ستاره‌ای با جرمی بین چند تا چند دوجین جرم خورشیدی هستند.
معمولاً هر کهکشان در مرکز خود یک سیاهچاله پرجرم با جرمی از چند میلیون تا چند میلیارد جرم خورشیدی دارد و گمان می‌رود که حضور آن‌ها نقش مهمی در شکل‌گیری کهکشان‌ها و ساختارهای کیهانی بزرگ‌تر داشته‌است. و خلاصه همراه آن
از دید اخترشناسی مهم‌ترین ویژگی اجسام فشرده این است که مکانیزم بسیار کارایی برای تبدیل انرژی گرانشی به تابش الکترومغناطیسی ارائه می‌دهند. گمان می‌رود که برافزایش ماده، یعنی افتادن غبار یا مواد گازی به درون سیاهچاله‌های ستاره‌ای یا سیاهچاله‌های پرجرم؛ مسبب پیدایش اجسام فوق‌العاده درخشنده نجومی مانند هسته‌های کهکشانی فعال در مقیاس کهکشانی و اجسام در مقیاس ستاره‌ای مانند ریزاختروش‌ها، هستند.برای مکانیزمهای ابتدای را ببینید؛ برای دیدن انواع مختلف دیگری از اجسام نجومی مرتبط اینجا را ببینید،
به‌طور خاص، برافزایش ماده می‌تواند منجر به پیدایش پدیده فواره‌های نسبیتی شود؛ پرتوهای بسیار پرانرژی از ذرات با سرعت‌هایی تقریباً برابر با سرعت نور به فضا پرتاب می‌شوند.برای مرور را ببینید. برای یک ناظر دور به نظر می‌رسد برخی از این فواره سریعتر از نور حرکت می‌کنند؛ که البته می‌توان توضیح داد که این یک خطای دید است و با پایه‌های نسبیت عام در تضاد نیست. اینجا را ببینید
نسبیت عام نقشی محوری در مدلسازی این پدیده‌ها داردبرای حالات پایانی ستارگان، را ببینید یا برای کارهای عددی جدیدتر، را ببینید؛ درمورد ابرنواخترها هنوز مسائل اساسی وجود دارند که باید حل شوند، را ببینید؛ برای شبیه‌سازی برافزایش ماده و شکل‌گیری فواره‌های نسبیتی،
را ببینید. همچنین گمان می‌رود که آثار همگرایی نسبیتی مسئول سیگنال‌های که از تپ‌اختر پرتوایکس دریافت می‌شوند؛ را ببینید. و مشاهدات تجربی نیز مدارک مستحکمی برای وجود سیاهچاله‌ها با خصوصیات پیش‌بینی شده در نسبیت عام، ارائه می‌کنند.از مشاهده پدیده روشنایی ادینگتون که ناشی از برافزایش ماده است، شواهدی درمورد حدودی برای فشردگی نیز وجود دارند. را ببینید، مشاهدات دینامیک ستاره‌ای در مرکز کهکشان راه شیری؛ را ببینید، برای مرور .
سیاهچاله‌ها یکی از اهدافی هستند که در کنکاش برای آشکارسازی امواج گرانشی مورد جستجو قرار می‌گیرند. ادغام سیاهچاله‌های دوتایی می‌بایست منجر به تولید امواج گرانشی بسیار قوی شود که توسط آشکارسازها در زمین قابل دریافت باشند و از فازی که دقیقاً پیش از ادغام رخ می‌دهد نیز می‌توان به‌عنوان یک شمع استاندارد استفاده نمود تا فاصله با محل رویداد ادغام به‌دست آید و بدین ترتیب می‌توان انبساط کیهانی را در فواصل بزرگ سنجید. امواج گرانشی تولید شده در هنگام فرورفتن یک سیاهچاله ستاره‌ای در یک سیاهچالهٔ پرجرم، می‌توانند اطلاعات مستقیمی دربارهٔ هندسهٔ سیاهچاله‌های پرجرم ارائه دهند.
مدل‌های کنونی کیهان‌شناسی برپایهٔ آن دسته از معادلات میدان اینشتین که شامل ثابت کیهانی Λ هستند، بنا می‌شوند؛ زیرا ثابت کیهانی اثر مهمی در دینامیک بزرگ‌مقیاس کیهان دارد.
که در آن "g" متریک فضازمان است.در ابتدا ; اینجا را ببینید
پاسخ‌های همگن و همسانگرد این معادلات بهبودیافته (متریک فریدمان–لومتر–رابرتسون–واکر) به فیزیکدان‌ها اجازه می‌دهد که جهانی را مدل کنند که در طول ۱۴ میلیارد سال گذشته از یک حالت بسیار داغ و چگال اولیه طی مرحله مهبانگ پدید آمده و تکامل یافته‌است.؛ استفاده از این مدل‌ها با این حقیقت توجیه می‌شود که، در مقیاس‌های بزرگ در حدود صد میلیون سال نوری و بیشتر، به نظر می‌رسد که جهان ما همگن و همسانگرد است، را ببینید.
هرگاه اندکی از پارامترها را (مثلاً میانگین چگالی ماده در جهان) با استفاده از داده‌های مشاهدات اخترشناسیمثلاً با داده‌های دبلیومپ، اینجا را ببینید
ثابت نگه داریم، می‌توان از دیگر داده‌های مشاهداتی برای آزمودن مدل‌ها بهره بجوییم.این آزمونها شامل مشاهدات مجزایی هستند که شرح جزئیات آن‌ها در شکل دو در آمده‌است.
پیش‌بینی‌هایی که همه درست از آب درآمده‌اند عبارتند از: فراوانی اولیه عناصر شیمیایی که در جریان هسته زایی نخستین به‌وجود آمده‌اند،; برای پیش‌بینی‌های جدیدتر را ببینید؛ مواردی هم در ؛ با مشاهدات در ، ، ، و ببینید. ساختار بزرگ‌مقیاس جهان, , و وجود ویژگی‌های یک «اکوی گرمایی» از کیهان اولیه به نام تابش زمینه کیهانی., برای مقدمه را ببینید؛ برای آشکارسازی اولیه را ببینید، برای اندازه‌گیری‌های دقیق در مشاهدات ماهواره‌های (کاوشگر زمینه کیهان) و (دبلیومپ). اندازه‌گیری‌های بیشتر نیز مدارکی را دربارهٔ امواج گرانشی در جهان اولیه آشکار می‌کنند؛ این اطلاعات اضافی در قطبش تابش زمینه‌ای نهفته است، و را ببینید.
مشاهدات نجومی مربوط به نرخ انبساط کیهانی اجازه می‌دهند که کل مقدار ماده موجود در جهان را به دست آوریم، البته ماهیت این ماده تا حدودی اسرارآمیز است. به نظر می‌رسد که در حدود ۹۰٪ از کل ماده، از آنچه ماده تاریک خوانده می‌شود تشکیل شده‌است که جرم (یا هم ارز آن، تأثیر گرانشی) دارد اما برهمکنش الکترومغناطیسی ندارد و از این روی نمی‌توان آن را مستقیماً مشاهده نمود.شواهدی برای این موضوع را می‌توان با تعیین پارامترهای کیهانی و مشاهدات بیشتر کهکشان‌ها و خوشه‌های کهکشانی یافت، را ببینید، شواهدی برای همگرایی گرانشی، رجوع کنید به ، و شبیه سازیهای ساختار بزرگ مقیاس، اینجا را ببینید در چارچوب فیزیک ذرات یا هرشاخه دیگری، هیچ توصیفی از این نوع جدید ماده که مورد پذیرش عموم باشد، وجود ندارد., ; در حقیقت مشاهدات بیا ن می‌کنند که به غیر از میزان اندکی، بیشتر آن ماده با ("ماده غیر باریونی") فیزیک ذرات متفاوت است، اینجا را ببینید برخی از فیزیکدان‌ها به این اندیشیده‌اند که ممکن است شواهد دال بر وجود ماده تاریک در حقیقت شواهدی بر ناتوانی مکانیک نسبیتی و نیوتنی در توصیف گرانش باشد. مرور کلی در
علاوه بر این، شواهد تجربی از انتقال به سرخ‌های ابرنواخترهای دوردست و اندازه‌گیری‌های تابش زمینه کیهانی نشان می‌دهند که تکامل جهان ما به میزان قابل توجهی متأثر از یک ثابت کیهانی است که باعث شتاب‌دار بودن انبساط کیهان می‌شود. ویا به‌طور معادل می‌توان گفت که تکامل جهان متأثر از شکلی از انرژی با معادله حالت غیرمعمول به نام انرژی تاریک است که ماهیت آن نامعلوم است.; مرور کلی در . همچنین، دانشمندان بحث نموده‌اند که این یک شکل جدید انرژی نیست بلکه مدل‌ها نیاز به بهبود دارند، را ببینید؛ تغییرات ذکر شده الزاماً نباید تغییراتی در نسبیت عام باشند بلکه می‌توانند تغییراتی مثلاً در شیوه رفتار ما با ناهمگنی‌های جهان دارد. را ببینید.
در سال ۱۹۸۰ فرضیه‌ای به نام تورم کیهانی مطرح گردید که یک دوره انبساط بسیار پرشتاب در زمان کیهانی حدود formula_6 ثانیه را برای جهان در نظر می‌گرفت.یک مقدمه خوب در موجود است؛ برای یک مرور جدیدتر، را ببینید. این فرضیه به این دلیل ارائه شد که توجیه‌کننده بسیاری از مشاهدات گیج‌کننده‌ای باشد که توسط مدل‌های کیهان‌شناسی کلاسیک قابل توضیح نبودند؛ مانند همگنی کامل تابش زمینه کیهانی.به‌طور دقیق‌تر این‌ها مسائل تخت بودن مسئله افق، و مسئله تک قطبی هستند؛ مقدمه‌ای در ، موجود است. همچنین را ببینید اندازه‌گیری‌های جدید تابش زمینه کیهانی اولین مدرک برای این سناریو است. هرچند که تعداد بسیار متنوعی از سناریوهای تورمی ممکن موجود است که نمی‌توان بر مبنای مشاهدات کنونی آن‌ها را محدود نمود.به صورت خاص، مثلاً تابع پتانسیل که نقش کلیدی در تعیین دینامیک تورم دارد از نظریه فیزیکی پایه‌ای مدل منتج نمی‌شود. فیزیک جهان اولیه پیش از فاز تورمی و نزدیک به زمانی که بنا بر پیش‌بینی‌های مدل‌های کلاسیک، در آن با تکینگی گرانشی مهبانگ روبه رو می‌شویم، خود پرسش بزرگتری است. یافتن یک جواب قطعی در گرو وجود یک نظریه کامل گرانش کوانتومی است که هنوز ایجاد نشده‌است.
در نسبیت عام هیچ جسم مادی نمی‌تواند به سرعت نور برسد یا از آن پیشی بگیرد. از طرفی هیچ تأثیری از رویداد A نمی‌تواند به هیچ مکان X دیگری برسد، مگر آنکه قبلاً نوری از A به X رفته باشد. در نتیجه این امر، بررسی جهان‌خط‌های نور (ژئودزیک‌های پوچ) اطلاعات کلیدی را در مورد ساختار سببی فضازمان در اختیارمان قرار می‌دهد. این ساختار را با نمودارهای پنروز–کارتر نمایش می‌دهند که در آن نواحی بینهایت بزرگ و بازه‌های زمانی بینهایت فشرده می‌شوند تا در یک نقشه متناهی جای گیرند. اما نور همانند نمودارهای استاندارد فضازمان، در راستای قطرها حرکت می‌کند., ,
با آگاهی از اهمیت ساختار سببی، راجر پنروز و دیگران آنچه را که امروز هندسه سراسری خوانده می‌شود بنا نهادند. در هندسه سراسری موضوع مطالعه یک پاسخ یا خانواده‌ای از پاسخ‌ها برای معادلات اینشتین نیست بلکه یافتن روابطی است که برای تمام ژئودزیک‌ها صادق اند، مانند معادله ریچادوری؛ و فرضیات غیر مشخص اضافی دربارهٔ ماهیت ماده (معمولاً در شکل آنچه شرایط انرژی خوانده می‌شود) برای تولید نتایج مورد استفاده قرار می‌گیرند. و
با استفاده از هندسه سراسری می‌توان نشان داد که برخی از فضازمان‌ها شامل افق هستند که یک ناحیه را از بقیه فضازمان جدا می‌کند. بهترین مثال شناخته شده سیاهچاله‌ها هستند: اگر جرم در ناحیه‌ای از فضا به اندازه کافی فشرده شود (آن گونه که در حدس حلقه مشخص شده‌است، مقیاس طول مرتبط، شعاع شوارتزشیلد است؛ برای مطالعات عددی جدیدتر ) هیچ نوری از داخل نمی‌تواند به بیرون بگریزد و چون هیچ جسمی نمی‌تواند از یک پالس نوری سبقت بگیرد تمام ماده داخل افق نیز در آن محبوس‌اند. گذر از بیرون به درون هنوز امکانپذیر است که نشان می‌دهد افق سیاهچاله یک مانع فیزیکی نیست.. یک توصیف ریاضی دقیقتر کمک می‌کند تا چندین نوع مختلف از افق‌ها را شناسایی کنیم، مانند افق‌های رویداد و افق‌های ظاهری رجوع کنید به یا ; تعریف‌های شهودی تری از سیستم‌های منزوی که به دانش ویژگی‌های فضازمان در بی‌نهایت نیاز ندارد. اینجا را ببینید
مطالعات اولیه در زمینه سیاهچاله‌ها بر پاسخهای کامل معادلات اینشتین تکیه داشتند. مثلاً می‌توان به پاسخ متقارن کروی شوارتزشیلد (برای توصیف یک سیاهچاله ایستا) و پاسخ متقارن محوری کر (برای توصیف سیاهچاله‌های ثابت چرخان و معرفی ویژگی‌های جالبی مانند کارکره) اشاره نمود. مطالعات بعدی با بهره‌گیری از هندسه سراسری، ویژگی‌های عمومی تری از سیاهچاله‌ها را آشکار ساخت. در دراز مدت آن‌ها اجسام نسبتاً ساده‌ای هستند که می‌توان آن‌ها را با یازده پارامتر که مشخص‌کننده انرژی، تکانه خطی، تکانه زاویه‌ای، مکان در زمان مشخص شده و بار الکتریکی هستند تعریف می‌گردند. نظریه بدون مو بیان می‌کند که «سیاهچاله‌ها مو ندارند»، این عبارت کنایه از این دارد که یک سیاهچاله هیچ علامت مشخصه‌ای مانند مدل مو در انسان ندارد. با وجود پیچیدگی رمبش گرانشی یک جسم که منجر به تشکیل سیاهچاله می‌شود، سیاهچاله ایجاد شده جسم بسیار ساده‌ای است.برای نخستین گامها، را ببینید؛ یا برای یک استنتاج و همچنین به‌عنوان مرور کلی نتایج جدیدتر
مجموعه عمومی از قوانین به نام مکانیک سیاهچاله‌ها موجودند که مشابه قوانین ترمودینامیک هستند. مثلاً بنا بر قانون دوم مکانیک سیاهچاله‌ها، مساحت افق رویداد هرگز با زمان کاهش نمی‌یابد که قابل مقایسه با آنتروپی یک سیستم ترمودینامیکی است. این موضوع میزان انرژی را که می‌توان با روش‌های کلاسیک از یک سیاهچاله چرخان استخراج نمود (مثلاً از راه فرایند پنروز) محدود می‌سازد.قوانین مکانیک سیاهچاله‌ها نخستین بار در توصیف شدند؛ ارائه‌ای در این زمینه را می‌توان در یافت؛ برای مروری تاز تر را ببینید. مقدمه‌ای کامل شامل مقدمه‌ای بر ریاضیات مورد نیاز در موجود است. برای فرایند پنروز را ببینید.
شواهد قوی در دسترس است که قوانین مکانیک سیاهچاله‌ها در حقیقت زیرمجموعه‌ای از قوانین ترمودینامیک هستند و مساحت سیاهچاله با آنتروپی اش مرتبط است., این منجر به تغییراتی در قوانین اصلی مکانیک سیاهچاله‌ها می‌شود: مثلاً چنان‌که قانون دوم مکانیک سیاهچاله‌ها بخشی از قانون دوم ترمودینامیک می‌شود، مساحت سیاهچاله می‌تواند کاهش یابد به شرط آنکه فرایندهای دیگری اطمینان حاصل کنند که آنتروپی کل افزایش می‌یابد. مانند تمام اجسام ترمودینامیکی که دمای غیر صفر دارند، سیاهچاله‌ها نیز باید تابش گرمایی داشته باشند. محاسبات نیمه‌کلاسیک نشان می‌دهند که در حقیقت سیاهچاله‌ها تابش دارند و گرانش سطحی نقش دما را در قانون پلانک به عهده دارد. این تابش را به نام تابش هاوکینگ می‌خوانند.این واقعیت که سیاهچاله‌ها تابش دارند، نخستین بار از روش کوانتوم مکانیکی در استنتاج شد؛ استنتاج کاملتری را در ببینید. یک مرور در موجود است.
انواع دیگری از افق‌ها نیز موجودند. در یک جهان در حال انبساط یک ناظر ممکن است نواحی از گذشته را غیرقابل مشاهده بیابد ("افق ذره")، و همچنین بعضی از نواحی آینده را نیز نمی‌توان تحت تأثیر قرارداد (افق رویداد) حتی در فضای تخت مینکوفسکی، وقتی که از دید ناظر شتابداری توصیف شود (فضای ریندلر)، افقهایی وجود خواهند داشت که با یک تابش نیمه‌کلاسیک به نام تابش اونروه
مرتبط‌اند.افق‌ها: cf. . اثر اونروه: ،
یکی از ویژگی‌های عمومی نسبیت عام پیدایش مرزهایی در فضازمان به نام تکینگی است. فضازمان را می‌توان با دنبال کردن ژئودزیک‌های زمان‌واره و نورواره اکتشاف کرد– تمام مسیرهای ممکن که نور و ذرات در سقوط آزاد می‌توانند بپیمایند. اما برخی از پاسخهای معادلات اینشتین "لبه‌های پاره‌پاره" دارند – نواحی‌ای که به نام تکینگی‌های فضازمان شناخته می‌شوند و در آن‌ها مسیرهای نور و ذرات در حال سقوط به‌طور ناگهانی به پایان می‌رسد و هندسه تعریف نشده‌است. در موارد جالبتر این تکینگی‌ها، ""تکینگی‌های خمش"" هستند که در آن‌ها کمیتهای هندسی که ویژگی‌های خمش فضازمان را توصیف می‌کنند (مانند کمیت نرده‌ای ریچی) مقدار بی‌نهایت می‌گیرند.,
مثال‌های شناخته شده از فضازمان‌های دارای تکینگی آینده – که در آن جهان‌خط‌ها به پایان می‌رسند – عبارتند از پاسخ شوارتزشیلد که یک تکینگی را در درون یک سیاهچاله ایستا توصیف می‌کند،؛ بررسی گسترده‌تر این پاسخ در موجود است. یا پاسخ کِر که یک تکینگی حلقوی را در درون یک سیاهچاله چرخان توصیف می‌کند.؛ برای بررسی گسترده‌تر را ببینید.
پاسخ فریدمان–لومتر–رابرتسون–واکر و سایر فضازمان‌هایی که جهان‌ها را توصیف می‌کنند، تکینگی‌های گذشته دارند که در آن‌ها جهان‌خط‌ها آغاز می‌شوند مانند تکینگی مه بانگ. برخی تکینگی‌های آینده نیز دارند (مانند مه‌رمب).؛ نگاه دقیقتری به خود تکینگی در آمده‌است
با دانستن اینکه این مثال‌ها همه بسیار متقارن هستند کاملاً وسوسه‌برانگیز است که نتیجه بگیریم که تکینگی مصنوع ایدئال گرایی است، اما نظریه‌های مشهور تکینگی که با استفاده از روش‌های هندسه سراسری ثابت می‌شوند نظر دیگری دارند: تکینگی‌ها ویژگی عمومی نسبیت عام هستند و در مواردی که رمبش اجسام با ویژگی‌های مادی واقعی از حدی فراتر رود
و یا در ابتدای بسیاری از جهان‌های در حال انبساط اجتناب‌ناپذیر هستند. اما این نظریه‌ها چیز زیادی در مورد ویژگی تکینگی‌ها بیان نمی‌کنند و بسیاری از پژوهش‌های کنونی به مشخص کردن ساختار عمومی تکینگی‌ها اختصاص یافته‌است (مانند فرضیه تکینگی بی کی ال)این فرضیه نخستین بار در مطرح شد؛ برای مروری تازه‌تر را ببینید.
فرضیه سانسور کیهانی بیان می‌کند که تکینگی‌های آینده پشت یک افق پنهان شده‌اند و از دیدرس ناظر دوردست مخفی هستند. در حالی‌که هیچ اثبات رسمی برای آن اعلام نشده‌است شبیه‌سازی‌های عددی پیشنهاد بر درستی آن می‌دهند.. فرضیه سانسور کیهانی نخستین بار در مطرح شد؛ در حد یک کتاب درسی در. برای نتایج عددی را ببینید
هر پاسخ به معادلات اینشتین دربرگیرنده تاریخ کامل یک جهان است و حالت ماده و هندسه را در هر جایی و هر زمانی در آن جهان توصیف می‌کند. نظریه اینشتین به دلیل هموردایی عام آن، به تنهایی برای مشخص کردن تکامل زمانی تانسور متریک کافی نیست بلکه باید با یک شرط مختصات (که قابل مقایسه با تثبیت پیمانه در سایر نظریه‌های میدان است) ترکیب شود.
برای کمک در فهمیدن معادلات اینشتین به‌عنوان معادلات دیفرانسیل پاره‌های می‌توان آن‌ها را به گونه‌ای فرمول‌بندی کرد که تکامل جهان در طول زمان را نشان دهند. این کار را به روش فرمول‌بندی که به نام "۳+۱" شناخته می‌شود انجام می‌دهند که در آن سه بُعد فضا و یک بُعد زمان وجود دارد. بهترین مثال شناخته‌شده صورت‌گرایی ای دی ام است.؛ برای مقدمه
این تجزیه‌ها نشان می‌دهد که معادلات تکامل فضازمان در نسبیت عام به درستی رفتار می‌کنند: پاسخ‌ها همواره موجودند و اگر شرایط اولیه مشخص شوند به گونه منحصربه فردی تعریف می‌شوند. and ; برای مقدمه را ببینید؛ بررسی آنلاین در
این‌طور فرمول‌بندی‌های معادلات اینشتین اساس نسبیت عددی را تشکیل می‌دهند.؛ برای مرور مبانی نسبیت عددی، شامل مسائلی که از معادلات اینشتین سرچشمه می‌گیرند.
مفهوم معادلات تکامل با یکی دیگر از جنبه‌های نسبیت عام گره خورده است. در نظریه اینشتین مشخص می‌گردد که غیرممکن است که بتوان یک تعریف عمومی برای ویژگی ظاهراً ساده‌ای مانند جرم (انرژی) کل یک سیستم ارائه داد. دلیل این امر آن است که میدان گرانشی – مانند هر میدان فیزیکی دیگری– باید به یک انرژی خاص نسبت داده شود اما ثابت شده که اساساً غیرممکن است که بتوان آن انرژی را محلی کرد.
با این وجود هنوز راه‌هایی برای تعریف جرم کل یک سیستم وجود دارد، مثلاً از طریق یک ناظر فرضی بی‌نهایت دور (جرم ای دی ام) یا از طریق تقارن‌های مناسب (جرم کُمار).; برای یک مقدمه آموزنده را ببینید؛ اگرچه به طریق کاملاً متفاوتی تعریف شده اما می‌توان نشان داد که برای فضازمانهای ثابت معادل جرم ای دی ام است، را ببینید.
اگر انرژی که از طریق امواج گرانشی به بی‌نهایت منتقل می‌شود را از جرم کل سیستم کم کنیم، حاصل آن جرم بوندی در بی‌نهایت پوچ نامیده می‌شود.برای مقدمه‌ای آموزنده را ببینید.
همانند فیزیک کلاسیک می‌توان نشان داد که این جرم‌ها مثبت هستند.; این در پرسسش پایداری حائز اهمیت است — اگر جرم منفی وجود داشت، فضای خالی و تخت مینکوفسکی که جرم صفر دارد ممکن بود از این حالت تغییر کند و جرم مثبت یا منفی بگیرد.
تعاریف عمومی متناظری نیز برای تکانه و تکانه زاویه‌ای وجود دارند.
همچنین تلاش‌هایی در زمینه تعریف "کمیتهای شبه محلی" صورت گرفته‌است، مثلاً جرم یک سیستم منزوی، تنها با استفاده از کمیتهایی که در یک ناحیه متناهی از فضای دربرگیرنده آن سیستم تعریف می‌شود، فرمول‌بندی می‌گردد. امید آن می‌رود که کمیتی به دست آید که برای بیان گزاره‌های عمومی در مورد سیستم‌های منزوی سودمند باشد، مانند یک فرمول‌بندی دقیقتر برای حدس حلقهنمونه چنین تعریف‌های شبه محلی جرم–انرژی عبارتند از انرژی هاوکینگ، انرژی گراچ، یا پنروز انرژی–تکانه شبه محلی براساس روش‌های توئیستر؛ مرور مقاله را ببینید.
اگر نسبیت عام را به‌عنوان یکی از دو ستون فیزیک نوین بدانیم، ستون دیگر نظریه کوانتومی است که پایهٔ فهمیدن ماده، از ذرات بنیادی تا فیزیک جامدات است.مروری بر فیزیک کوانتومی را می‌توان در کتاب‌های مرجع کلاسیک مانند یافت؛ ویا در سطح مقدماتی تر در ببینید.
اما اینکه چگونه می‌توان مفاهیم فیزیک کوانتومی را با نسبیت عام سازش داد، پرسشی است که هنوز بی پاسخ مانده‌است.
نظریه‌های میدان‌های کوانتومی معمولی، که پایه فیزیک ذرات بنیادی مدرن را تشکیل می‌دهند همگی در فضای تخت مینکوفسکی تعریف می‌شوند که تقریب بسیار مناسبی برای موردی است که بخواهیم رفتار ذرات میکروسکوپی را در میدان‌های گرانش ضعیف مانند میدان‌های موجود در روی زمین مطالعه کنیم., , ؛ مرور قابل فهم تری در موجود است.
برای توصیف شرایطی که در آن گرانش به اندازه‌ای نیرومند هست که بر ماده تأثیر داشته باشد اما نه تا اندازه‌ای که خود نیاز به کوانتایی‌سازی داشته باشد، فیزیکدانان نظریه‌های میدان کوانتومی برای فضازمان خمیده را پیشنهاد داده‌اند. این نظریه‌ها با بهره‌گیری از نسبیت عام، یک فضای پس زمینه خمیده را توصیف می‌کنند و نظریه میدان کوانتومی تعمیم یافته‌ای را تعریف می‌کنند که رفتار ماده کوانتومی را در آن فضازمان بررسی می‌کند.,
با بهره‌گیری از این صورت‌گرایی می‌توان نشان داد که سیاهچاله‌ها یک طیف جسم سیاه از ذرات منتشر می‌کنند که تابش هاوکینگ نامیده می‌شود و به تبخیر سیاهچاله در گذر زمان می‌انجامد.برای تابش هاوکینگ را ببینید، ; مقدمه‌ای قابل فهم درمورد تبخیر سیاهچاله‌ها را می‌توان در یافت.
همان‌طور که به اختصار در بالا اشاره شد، این تبخیر نقش مهمی در ترمودینامیک سیاهچاله‌ها بازی می‌کند.
نیاز به سازگاری بین یک توصیف کوانتومی از ماده و یک توصیف هندسی از فضا،به زبان ساده ماده منشأ خمش فضازمان است، و اگر ماده خواص کوانتومی داشته باشد، می‌توانیم انتظار داشته باشیم که فضازمان هم همین‌گونه است. را ببینید. و همچنین بروز تکینگی‌ها (در جاهایی که مقیاس طول خمش میکروسکوپیک می‌شود)، از جمله دلایل نیاز به وجود یک نظریه کامل گرانش کوانتومی هستند: برای توضیح کافی در مورد ساختار داخلی سیاه‌چاله‌ها و جهان بسیار جوان نخستین، یک نظریه مورد نیاز است که در آن گرانش و هندسه فضازمان مرتبط با آن به زبان فیزیک کوانتومی بیان گردند.
با وجود تلاش‌های فراوان، هنوز هیچ نظریه کامل و سازگاری برای گرانش کوانتومی به دست نیامده است. اگرچه چند نامزد بالقوه برای چنین نظریه‌ای موجود است.یک گاه‌شمار و بررسی کلی را می‌توان در یافت.
تلاش‌ها برای تعمیم نظریه‌های میدان کوانتومی معمولی – که برای توصیف برهمکنش‌های بنیادی در فیزیک بنیادی کاربرد دارند –، از طریق گنجاندن گرانش در این نظریه‌ها با مشکلات جدی روبه رو شده‌اند. در انرژی‌های پایین این دیدگاه موفق است و این نظریه‌ها در این شرایط نظریه‌های میدانی مؤثری برای گرانش هستند.
اما در انرژی‌های بالا نتایج دست‌یافته، مدل‌هایی هستند که فاقد هرگونه قدرت پیش‌بینی می‌باشند("غیرقابل بازبه‌هنجارسازی").به‌طور خاص، تکنیکی به نام بازبه‌هنجارسازی، که توزیع‌های پرانرژی‌تر را در نظر می‌گیرد، رجوع شود به , در این دسته قرار می‌گیرد؛ را ببینید.
یکی از تلاش‌ها برای غلبه بر این محدودیت‌ها نظریه ریسمان است، یک نظریه کوانتومی که دربارهٔ ذرات نقطه‌ای نیست بلکه از اجسام یک بعدی دراز بسیار ریز سخن می‌گوید.مقدمه‌ای قابل فهم در سطح کارشناسی را در بیابید؛ بررسی‌های کامل‌تر در و
این نظریه نوید آن را می‌دهد که می‌تواند یک توصیف یکپارچه برای همه ذرات و برهمکنش‌ها (از جمله گرانش) باشد.در انرژی‌های قابل دستیابی در آزمایش‌های کنونی، این رشته‌ها از ذرات نقطه‌ای غیرقابل تشخیص هستند، اما مدهای نوسان مختلف یک نوع رشته بنیادی به صورت ذراتی با بارهای مختلف پدیدار می‌شوند. مثلاً . نظریه در این زمینه موفق بوده‌است که یکی از مدها همیشه با گرانش متناظر است، ذره پیام رسان گرانش، مثلاً را ببینید.
بهایی که باید در این راه پرداخت شود، پذیرش ویژگی‌های غیرمعمولی مانند شش بعد اضافی برای فضا در کنار سه بعد موجود است. درخلال دوران انقلاب دوم اَبَرریسمان گمان برآن رفت که نظریه ریسمان و یک نظریه دربارهٔ یکپارچه‌سازی نسبیت عام و اَبَرتقارن به نام اَبَرگرانش، هردو بخشی از یک مدل پیشنهادی یازده–بعدی به نام نظریه اِم هستند که سرانجام یک نظریه سازگار و از نظر تعریفی یکتا از گرانش کوانتومی را ارائه خواهد داد.,
دیدگاه دیگری نیز وجود دارد که از روش‌های کوانتیزه کردن کانونیک نظریه کوانتومی آغاز می‌شود. با استفاده از فرمول‌بندی مقدار اولیه نسبیت عام (به معادلات تکامل در بالا مراجعه کنید) معادله ویلر–دوگانگی (نظیر معادله شرودینگر) حاصل می‌شود که متأسفانه مشخص شده که به درستی تعریف نشده‌است. اما با معرفی آنچه امروز به نام متغیر اَشتِکار شناخته می‌شود،, این معادله به مدلی نویدبخش به نام گرانش کوانتومی حلقه منجر می‌شود. فضا با ساختاری تارعنکبوت مانند به نام شبکه اسپین نمایش داده می‌شود که در گام‌های گسسته با گذر زمان تکامل می‌یابد.برای مرور را ببینید؛ بحث‌های مفصل تر در یافت می‌شود، و همچنین در جزوه‌های
با اختلاف در اینکه کدام یک از ویژگی‌های نسبیت عام و نظریه کوانتومی بدون تغییر پذیرفته شوند و اینکه تغییرات در چه سطحی اعمال شوند، تلاش‌های متعدد مختلفی برای رسیدن که یک نظریه قابل قبول گرانش کوانتومی صورت گرفته‌اند که برخی نمونه‌های آن‌ها مثلثی‌سازی دینامیکی، مجموعه‌های سببی، مدلهای توئیستر یا مدل‌های کیهان‌شناسی‌های کوانتومی بر پایه انتگرال مسیر هستند.
تمام نظریه‌های نامزد همچنان مشکلات صوری و مفهومی دارند که باید برآن فایق آیند. این نظریه‌ها از این مشکل عمومی نیز برخوردارند که هنوز هیچ راهی برای آزمودن پیش‌بینی‌های گرانش کوانتومی وجود ندارد، هرچند که امید است این امر با داده‌های آینده دربارهٔ مشاهدات کیهان‌شناسی و آزمایش‌های فیزیک ذرات میسر شود.,
نسبیت عام به‌عنوان نظریه‌ای بسیار موفق پدیدار شده و آزمون‌های مشخص آزمایشگاهی و مشاهدات بسیاری را پشت سر گذارده است، اما شواهد محکمی نیز حاکی از آنند که این نظریه کامل نیست.;
مسئله گرانش کوانتومی و واقعیت تکینگی‌های فضازمان هنوز بدون پاسخ مانده‌اند.بخش گرانش کوانتومی را در بالا ببینید.
شواهدی درداده‌های مشاهداتی که به‌عنوان گواهی برای وجود انرژی تاریک و ماده تاریک در نظر گرفته می‌شوند ممکن است در حقیقت شواهدی برای نیاز به دانشی جدید در فیزیک باشند.بخش کیهان‌شناسی را در بالا ببینید
حتی اگر نسبیت را همان‌گونه که هست بپذیریم، این نظریه پر از احتمالات اکتشاف بیشتر است. پژوهشگران نسبیت ریاضیاتی در جستجوی فهم ماهیت تکینگی‌ها و ویژگی‌های اصلی معادلات اینشتین هستند. و شبیه‌سازی‌های رایانه‌ای با قدرت روزافزون (مانند آن‌هایی که ادغام سیاهچاله‌ها را شبیه‌سازی می‌کنند) در حال اجرا هستند.مروری بر مسائل مختلف و روش‌های حل آن‌ها، را ببینید. با مشاهدهٔ امواج گرانشی در سال ۲۰۱۶، تلاش‌ها برای مطالعهٔ کیهان به کمک امواج گرانشی شتاب گرفته‌است برای موارد تا آن سال؛ اخبار به روز را در وب‌سایت‌هایی چون GEO 600 و LIGO ببینید.
، تا امکان آزمودن نظریه در میدان‌های گرانشی بسیار قوی تر فراهم آید.برای مقالات تازه‌تر در قطبش امواج گرانشی دوتایی‌های فشرده و؛ برای مرور کارهای روی دوتایی‌های فشرده and ; برای مرور عمومی آزمون‌های تجربی نسبیت عام را ببینید با وجود گذشت بیش از نود سال از انتشار، نسبیت عام هنوز به‌عنوان زمینه‌ای فعال در پژوهش به‌شمار می‌رود.مثلاً مجلهٔ الکترونیکی مرورها را ببینید. Living Reviews in Relativity
زبان فارسی مانند بیشتر زبان‌های زنده، آمیزش و دادوستدهایی با دیگر زبان‌ها داشته‌است.
در طول تاریخ به علت قرار داشتن ایران در منطقه‌ای که کانون دادوستد فرهنگی و بازرگانی و حتی هدف جنگ‌های همیشگی بوده‌است، زبان فارسی همیشه در حال کنش و واکنش با زبان‌های دیگر بوده‌است. در بین زبان‌های بیگانه، به خاطر رواج زبان عربی در جهان اسلام، بیشترین آمیزش با زبان عربی بوده‌است. برخی این آمیختگی با زبان ناهمشکل عربی (که برخلاف فارسی، صرفی و تحلیلی‌ست) را مایه پیچیدگی ناموزون دستور زبان فارسی (همچون ۱۶ جمع شکسته اضافه و ۱۴ باب فعلی) و نازایی در تولید واژگان تازه می‌دانند به گونه‌ای که مثلاً واژگان جدید با استفاده از دستگاه واژگانی عربی ساخته می‌شوند.
زبان فارسی از زبان‌های بسیاری تأثیر پذیرفته‌است که از جمله می‌توان به زبان‌های زیر اشاره کرد:
زبان عربی بیشترین اثرگذاری را بر زبان پارسی داشته‌است به گونه‌ای که درصدی از واژه‌های پارسی نوین در برگیرنده واژه‌های وام گرفته شده از عربی می‌باشند. برخی منابع درصد ۴۰ تا ۵۰ درصد را برای این وامگیری یاد کرده‌اند (مرجع ۱). بسته به اینکه کدام زمینه از کاربرد زبان پارسی را در نظر داشته باشیم، درصد وام‌واژه‌ها در آن ناهمسان است. برای نمونه شمار واژه‌های عربی در زبان گفتگوی روزانه با درصد آن واژه‌ها در یک خطبه روحانی ناهمسان است.
پس از ورود اسلام به ایران زبان عربی نفوذی گسترده در ایران پیدا کرد به گونه‌ای که بیشتر دانشمندان ایرانی چیرگی کافی به عربی داشتند.
از این رهگذر واژه‌های عربی بسیاری به زبان پارسی وارد شد. بسیاری از واژه‌های عربی هنوز در زبان پارسی رایجند ولی درصد آنها با روندی کند رو به کاهش است.
عربی افزون بر سخت نمودن دستور پارسی و پرواژه‌تر کردن زبان پارسی، ایرانیان را با وزن‌های عروضی سروده‌های عربی آشنا نمود (البته بی گمان ایرانیان در کشف، گسترش و مدون کردن این اوزان پس از آشنایی ابتدایی با آنها، مستقل از ادبای عرب فعالیت نمودند و حتی نقشی بسیار بارزتر از اعراب در این زمینه داشتند).
این وزن‌ها ابزاری بسیار نیرومند را در دست شعرای پارسی‌زبان قرار داد که به همراه بهره‌گیری از واژه‌های تازه‌وارد شده عربی سروده‌های خود را با آسانی بسرایند و به کمک این ابزارها شعر پارسی رادر زمانی کوتاه به اوج برسانند.
با فروپاشی امپراتوری‌های عرب در سده‌های گذشته، رفته‌رفته از رخنه عربی در پارسی کاسته شد و واژه‌های کم‌کاربرد عربی کم‌کم به فراموشی سپرده شد؛ ولی انبوهی از واژه‌های عربی که آوایش پارسی یافته بودند هنوز هم در زبان پارسی وجود دارند.
ولی برجسته‌ترین بازتاب زبان عربی در زبان پارسی نازا شدن دستگاه کارواژه‌های (فعل‌ها) ساده زبان پارسی بوده‌است. برای نمونه به جای آموزاندن، تعلیم دادن؛ به جای خوراندن، تغذیه کردن؛ به جای کوشیدن، سعی به عمل آوردن؛ به جای گردیدن، تغییر کردن؛ به جای برآمدن، طلوع کردن، روایی یافت. این به دلیل ورود اسم مصدرهای عربی بود که به ناچار با کارواژه‌های کردن، شدن، گردیدن، و نمودن همراه می‌شدند؛ بنابراین عادت بر آن شد که نخست از مصدرهای فارسی اسم مصدر بسازند و آن گاه آن اسم مصدر را به صورت ترکیبی درآورند، مانند کوشش کردن به جای کوشیدن؛ آموزش دادن، به جای آموزاندن؛ پرورش دادن، به جای پروراندن؛ مالش دادن، به جای مالیدن؛ کاوش کردن، به جای کاویدن.
کارواژه‌های مرکب، نازاست و واژه دیگری از آن نمی‌توان گرفت؛ حمام گرفتن، تجربه کردن، وابستگی داشتن، دل بریدن، طلاق دادن و تهمت زدن؛ ولی کارواژه‌های ساده هر زبان، چشمه‌های زاینده واژگان آن زبان است، زیرا از هر کارواژه ساده چندین واژه می‌توان برگرفت. ببینید از کارواژه‌های «ساختن»، چند واژه می‌توان ساخت؛ ساز، ساززن، سازنده، سازندگی، سازش، سازشکار، سازکار، سازگار، سازمند، سازمان، سازمانده، سازور، سازوار، سازوبرگ، سازه، سازیدن، ساخت، ساختار، ساختگی، ساختمان و آهنگساز.
یکی از بزرگ‌ترین آسیب‌های زیان عربی بر پارسی این بود که بسیاری از کارواژه‌های زاینده پارسی را به فراموشی سپرد (مانند سپوختن، آجیدن، فساییدن و لوغیدن، ویزیدن، آهنجیدن، آزرمیدن، آهیختن، انباردن و…)
تأثیرپذیری زبان فارسی از زبان ترکی و در مقابل اثرگذاری زبان فارسی به ترکی در طی سده‌های متمادی در اثر همجواری این دو زبان در فلات ایران رخ داده‌است. زبان ترکی که در مراحلی زبان شاهان و درباریان و لشکریان بوده در حوزه‌های خاصی تأثیرات لغوی و دستوری خاصی را به فارسی بخشیده و متقابلاً از آن متأثر گشته‌است. واژه‌های چندی در حوزه آشپزی همچون اجاق (آتشدان یا بریجن)، دلمه، قابلمه، قیمه، قورمه، برگرفته از زبان ترکی هستند. در حوزه نظامی نیز لغات و ترکیباتی از قبیل یورتمه، گلنگدن، قنداق، قشون، چاتمه و یاغی نشانگر نقش این زبان در لشکر بوده‌است. یکی از ترکیب‌های دستوری ترکی در زبان فارسی پسوند «چی» است که به معنی فاعل یک کار یا دارنده شغل در اسامی همچون پستچی، تلفنچی و غیره می‌آید.
یکی از نکته‌های قابل توجه در تعامل زبان ترکی با فارسی، تلفظ حروف می‌باشد. از جمله حروفی که در تلفظ ترکها و پارسی‌ها مغایرت دارد، حرف «ق» می‌باشد. بنابر نظر دهخدا، کلماتی که دارای حرف ق هستند عمدتاً یا عربی هستند یا ترکی. در برخی گویش‌های فارسی از جمله فارسی معیار تهرانی تمایزی بین حرف «ق» و حرف «غ» در تلفظ وجود ندارد که این مسئله می‌تواند شنونده را دچار اشتباه کند، مثل: قریب به معنی نزدیک و غریب به معنی دور. در گذشته در فارسی تمایز بین حرف «ق» و حرف «غ» وجود داشته‌است که این تمایز در برخی گویشهای امروزی از جمله گویش یزدی و گویش‌های شرقی مانند فارسی افغانستان حفظ شده‌است. در ترکی آذربایجانی امروزی «ق» شبیه «گ» فارسی آوایش می‌شود. به همین شکل در برخی زبان‌های ترک‌تبار امروزی آوایش اولیه حرف ق حفظ شده‌است.
با این همه، بهتر است که زبان ترکی آذری، که در طول تاریخ در گستره قلمرو ایران بزرگ بوده‌اند، و دارای آمیخنگی زبانی و فرهنگی زیاد با مردم و فرهنگ ایران است را مانند زبان کردی از مجموعه بزرگ زبان‌های ایرانی بدانیم.
در دوران معاصر و به خصوص پس از آغاز روابط ایران و روسیه، زبان این کشور نیز به همراه سیاست روسیه بر زبان فارسی تأثیر گذاشت. بسیاری از محصولات جدید غرب از راه روسیه وارد ایران شدند و نام روسی را با خود به زبان فارسی آوردند. از نمونه واژه‌های روسی در زبان فارسی می‌توان به استکان، اسکناس کالباس، چرتکه، اشکاف، ساسات، ترمز، آپارات، پیراشکی، و سماور اشاره نمود.
زبان فرانسوی برای مدت طولانی به عنوان زبان دیپلماتیک و بین‌المللی شناخته می‌شده‌است. پس از برقراری رابطه تجاری و فرهنگی بین ایران و فرانسه، آموزش زبان فرانسوی به عنوان زبان دوم و تحصیل دانشجویان ایرانی در دانشگاه‌های فرانسه، تعداد زیادی واژه از زبان فرانسوی به فارسی راه یافته‌است. دامنه و موضوع وام‌واژه‌های فرانسوی در زبان فارسی بسیار گسترده‌است و شامل واژگان سیاسی، آموزشی، صنعتی و ماشینی، و واژگان روزمره می‌شود. برخی از این واژه‌ها چنان با فارسی درآمیخته‌اند که بسیاری ممکن است از وام‌واژه بودن آنها بی‌اطلاع باشند. از میان واژه‌های فرانسوی که در زبان فارسی رایج است، می‌توان به اتوبوس، مینی‌بوس، مغازه، رفوزه، دیپلم، دیکته، آسانسور، نمره، ژاندارمری، آژان، آژانس، اکیپ، ایده، انفورماتیک، کنفرانس، کنگره، تیره (خط تیره)، تابلو، کنکور، کوران، ویرگول، تلویزیون، تئاتر، توالت، مرسی (تشکر)، لابراتوار، دکوراسیون، مبل، مبلمان، مانتو، ژاکت، اورژانس، آمبولانس و راندمان، کمد، دیفرانسیل، پانتالون (در گویش‌های جنوب غربی ایران) فلاسک، پالتو، دیپلمات، آتلیه، آباژور، آبونمان، آبونه، آدرس، آپاندیس، آپارتمان، دپارتمان، آبسه، اِپُل، دِکُلته، کُرسِت، اپوزیسیون، اپیدمی، اتومبیل، اتیکت، ادکلن، ارتزین، آرشه، ارگان، ارگانیسم، آرم، آرماتور، بتن آرمه، اسانس، استپ، استُپ، استراتژی، استودیو، استادیوم، نام برد.
در فارسی، بسیاری از کشورها و شهرهای جهان با نام فرانسوی‌شان شناخته می‌شوند، مانند رومانی، بلژیک، اتریش، آلمان، نروژ، سوئد، سوئیس، فنلاند، کرواسی، لتونی، استونی، لیتوانی، ژاپن، مکزیک، شیلی، آرژانتین، برزیل، واشینگتن (به‌جای واشینگتن)، بیرمنگهام (به جای بیرمینگهام)، و برلن (به جای برلین).
همچنین ماه‌های میلادی نیز با نام فرانسوی‌شان بکار می‌روند، مانند ژانویه، فوریه، مارس، آوریل و …
بسیاری از واژگان و اصطلاح‌های ریاضی پرکاربرد در فارسی وام‌گرفته از زبان فرانسوی هستند. از این دسته می‌توان به کروشه، گیومه، ایکس (X)، ایگرک (Y)، زد (Z)، پرانتز، ویرگول، پاراگراف، آکولاد، هاش (H)، انتگرال، ماتریس و فرمول اشاره کرد.
Version: 2006.01.00.000000000, Persian Language
لاماها نوعی شترسان اهلی بومی آمریکای جنوبی هستند که مدت‌هاست به‌طور گسترده از سوی اینکاها و دیگر بومیان رشته کوه آند به عنوان جانور بارکش و گوشتی استفاده می‌شود. ارتفاع بدن این حیوان تا شانه‌هایش بین ۱۱۰ تا ۱۳۰ سانتی‌متر است. وزن آن به ۱۳۰ تا ۲۵۰ کیلوگرم می‌رسد. لاما برخلاف شترها بدون کوهان است و مانند اکثر جانوران اهلی پوست آن‌ها دارای ترکیب رنگ‌های متفاوتی چون سفید، قهوه‌ای و سیاه است. فرم پاها و لب‌های این جانور همانند شتر است. از لاما در علم پزشکی مانند دلفین برای درمان بیماران استفاده می‌شود و این جانور قادر است تا ۳۰ کیلوگرم بار را حمل کند. امروزه دامنه پرورش و نگهداری لاما به خارج از آمریکای جنوبی کشیده شده و در حال حاضر در آمریکا و اروپا این حیوان برای پشم و گوشتش پرورش داده می‌شود. نوع وحشی این جانور گواناکو نامیده می‌شود.
قدمت تاریخچه وجود لاما به سه هزار سال قبل از میلاد مسیح بازمی‌گردد. هنوز به‌درستی قابل اثبات نیست که از نظر نژادی آبا و اجداد آن به چه جانوری بازمی‌گردد ولی آنچه قدر مسلم است لاما ترکیبی از نژادهای گواناکوس (Guanakos) و آلپاکوس (Alpakas) و ترکیبی از ویکونیاز (Vikunjas) بوده که همگی بارور هستند. لاماها حدود چهل میلیون سال پیش در آمریکای شمالی تکامل پیدا کردند. حدود سه میلیون سال پیش به آمریکای جنوبی مهاجرت کردند و در آخرین عصر یخبندان (۱۰ هزار سال پیش) در آمریکای شمالی منقرض شدند. فاتحان اسپانیایی بعد از ورود خویش به قاره آمریکا اقدام به شکار آن‌ها برای استفاده از پوست و گوشتش نمودند و به دنبال آن با وارد نمودن اسب و گوسفند به پرورش گوسفند که از نظر کیفیتی پشم و گوشت دارای اهمیت کمتری بود پرداختند. بر اساس برآورد سال ۲۰۰۷ بیش از هفت میلیون لاما و آلپاکا در آمریکای جنوبی وجود دارد و آمریکا و کانادا هم به ترتیب ۱۵۸۰۰۰ و ۱۰۰۰۰۰ لاما دارند (که از آمریکای جنوبی وارد کرده‌اند).
لاماها در حرکت رفتاری روزانه خویش برای اعمال قدرت و نشان دادن درجه قرار گرفتن در گروه به پرتاب آب دهان خویش می‌پردازند که بسیار با دقت هدف را نشانه‌گیری کرده و معمولاً به هدف اصابت می‌نماید. البته آب دهان لاماها قابل شستشو با آب و بی‌خطر است و البته این کار نوعی نشانه قدرت آنهاست.
از این نوع شتر الیافی زبر و ضخیم به دست می‌آید. طول این الیاف حدود ۲۵ سانتیمتر و در ظاهر شبیه یه الیاف شتر است. سطح آن الیاف دارای پولک‌هایی است که در زیر میکروسکوپ به سختی دیده می‌شود. مدولا در مرکز ساختمان داخلی لیف، رنگی است. میزان چربی لاما حدود ۳ درصد است. مخلوط این الیاف با الیاف دیگر ایجاد ویژگی عایق حرارتی خوب در عین سبکی می‌نماید و برای پارچه‌های مرغوب (کت و شلوار) کاربرد زیادی دارد.
شُتُران (Camelidae) خانواده‌ای از پستانداران هستند که متعلق به زیرراسته پینه‌پایان Tylopoda از راسته جفت‌سمُان هستند. جانوران این تیره جثه‌ای متوسط تا بزرگ دارند و گردن‌شان بلند و لاغر و سرشان کوچک و باریک است؛ این جانوران پوزه کشیده ای دارند و لب بالایشان دارای یک شکاف است. شتران کاملاً گیاه‌خوار هستند.
هرچند که خانواده شتران در گذشته گونه‌های زیادی داشته‌اند اما امروزه تنها هفت گونه از آن‌ها باقی مانده اند که عبارت اند از شتر یک‌کوهانه، شتر دوکوهانه و شتر دوکوهانه وحشی در بر قدیم و لاما، گواناکو ، آلپاکا و شترچه در بر جدید