Ist Gravitation nur die Krümmung des Raumes?
Nein.
Sondern:
Gemäss der Allgemeinen Relativitätstheorie (ART) ist Gravitation eine Folge der Krümmung der Raumzeit:
Objekte, auf die keine Kraft wirkt, bewegen sich gemäss der Speziellen Relativitätstheorie, in der die Raumzeit flach ist, auf Geodäten der Raumzeit. Dies sind, wie man beweisen kann, gerade Bahnen.
Ist die Raumzeit also gekrümmt, so wie es die ART erlaubt/beschreibt, dann sind auch ihre Geodäten gekrümmt, und Objekte, auf die keine Kraft wirkt, bewegen sich auf gekrümmten Bahnen.
Für uns, die unfähig sind, die Raumzeitkrümmung direkt wahrzunehmen, scheint es so, als ob zwischen Objekten eine anziehende (Gravitations-)Kraft wirken würde, die die Objekte von ihren geradlinigen Bahnen abweichen lässt.
Wir können die Raumzeitkrümmung ausser durch diese Scheinkraft auch/nur noch durch die Tatsache wahrnehmen, dass auch Lichtwege in einer gekrümmten Raumzeit gekrümmt sind (ohne, dass das mit Lichtbrechung zu tun hat), da diese Null-Geodäten der Raumzeit entsprechen (auf denen der raumzeitliche Abstand zwischen zwei Ereignissen 0 ist). Das ist also eine weitere mögliche Folge der Raumzeitkrümmung (und hat nichts mit Gravitation zu tun, auch wenn die Effekte z. B. „Gravitationslinsen-Effekt“ heissen).
Das ist analog dazu, dass sich zwei Personen auf einer gekrümmten Oberfläche, wie z. B. der Erdoberfläche, entlang von Geodäten, z. B. Meridianen, bewegen und sich schliesslich in einem Punkt (einem geographischen Pol) treffen. So als ob zwischen ihnen eine anziehende Kraft gewirkt hätte.
Weshalb ist die Raumzeit gekrümmt?
Die ART sagt hauptsächlich:
Die Krümmung der Raumzeit ist äquivalent zu ihrer Energie–Impuls-Dichte (ab hier:
E
–
p
-Dichte).
Das wird durch die Einsteinsche(n) Feldgleichung(en)
[engl.: Einstein Field Equation(s)]¹ ausgedrückt:
⇔ 
R
μν
+(Λ−
1
2
R)
g
μν
Raumzeitkrümmung
=
8πG
c
4
T
μν
 =Energie–Impuls-Dichte.
[Energie–Impuls ist eine Grösse in der relativistischen Mechanik, und es zeigt sich, dass sie in allen Bezugssystemen gleich ist (sie ist invariant unter einer Lorentz-Transformation bzw. Lorentz-invariant).]
Einen wesentlichen Beitrag zur
E
–
p
-Dichte liefert die Massedichte, aufgrund der Äquivalenz von Masse
m
und Ruhe-Energie
E
0
,
E
0
=m
c
2
.
c=299792458 
m
s
, bisher experimentell ununterscheidbar von der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum (und deshalb als fundamentale Naturkonstante im SI
so definiert), ist eine grosse Geschwindigkeit; entsprechend ist ihr Quadrat sehr gross:
c
2
≈9×
10
16
 m
2
s
2
.
Eine kleine Masse entspricht also einer grossen Ruhe-Energie, und eine kleine Massedichte einer grossen Energiedichte und
E
–
p
-Dichte.
Daher ist die Raumzeitkrümmung in der Nähe von Objekten, die eine (von Null verschiedene) Masse haben, grösser als woanders; insbesondere, wenn diese Objekte selbst schon eine grosse Masse(dichte) haben, wie Planeten, Sterne und Schwarze Löcher². (Die Krümmung ist aber nirgendwo und zu keiner Zeit exakt gleich Null.)
Eine gute, detaillierte Erklärung auf Deutsch:
Wie man die Raumzeit krümmt. Teil I: Spielereien mit Landkarten
Nach der Allgemeinen Relativitätstheorie ist ja die Raumzeit gekrümmt, das hat vermutlich jeder schon mal gehört. Veranschaulicht wird das oft mit gekrümmten Flächen im Raum. Aber wie krümmt man di…
https://scienceblogs.de/hier-wohnen-drachen/2011/01/23/raumzeitkrummung-ganz-einfach/
Und auf Englisch:
(Beide Autoren haben Physik studiert. Bitte nicht Physik bei Laien "studieren", und dann dieses "Wissen" verbreiten, als ob es etwas mit Physik zu tun hätte. Danke.)
¹ So geschrieben handelt es sich nur um eine Gleichung. Sie steht aber, weil
μ,ν∈{0,1,2,3}
, für 4 ⋅ 4 = 16 Gleichungen. Aufgrund von Erhaltungsgesetzen und algebraischen Identitäten (z. B. der Bianchi-Identität) sind aber 6 davon äquivalent zu anderen, deshalb bleiben nur 10 übrig.
² Schwarze Löcher (SL) sind spezielle Regionen der Raumzeit. Die Masse eines SL ist lediglich eine bequeme Rechengrösse (äquivalent zu der im SL enthaltenen Energie) und hat nicht unbedingt etwas mit Materie zu tun – im Unterschied zur Masse von z. B. Sternen und Planeten: