Ci sono diverse idee principali che sono entrate nella relatività generale: velocità finita di propagazione della gravità, geometria dello spazio non necessariamente euclidea, identificazione dell'inerzia e della gravità, meccanica come geometria e uniformità delle leggi fisiche in tutti i frame di coordinate, anche quelli accelerati (covarianza generale). Le ultime due idee sono specificamente di Einstein e sono emerse solo dopo che ha formulato la relatività speciale nel 1905. L'equivalenza di inerzia e gravità, "il pensiero più felice della mia vita", gli si è presentata nel 1907, ma ha avuto un'ispirazione del Ernst Mach, che ipotizzava vagamente che la massa inerziale derivi dall'interazione del corpo con il resto dell'universo. Ma le prime due idee hanno le radici più profonde del XIX secolo.
L'insoddisfazione per l'azione a distanza risale a Newton, ma il primo fisico a considerare sistematicamente una teoria della gravità con velocità di propagazione finita fu Laplace nella sua Meccanica celeste (1799). Ha introdotto la dipendenza dalla velocità, la cosiddetta latenza diversa da zero, quando le forze sono dirette a posizioni ritardate dei corpi piuttosto che a quelle attuali ... e ha scoperto che i pianeti voleranno via dalle loro orbite in fretta, a meno che la gravità non sia milioni di volte più veloce della luce.
Il tentativo successivo fu fatto nel 1830 da Mossotti, un insegnante di fisica francese presso l'Università di Buenos Aires, che aveva un'idea geniale che l'attrazione elettrica e la repulsione non si bilanciano esattamente a vicenda, e la differenza è la gravità. Questa idea non guadagnò molto tempo fino al 1900, quando Lorentz, anche il predecessore di Einstein nella relatività speciale, usò l'elettrodinamica di Maxwell per dimostrare che non soffriva del problema di latenza di Laplace, perché la correzione alla direzione della forza era l'ordine $ v ^ 2 / c ^ 2 $ invece di $ v / c $ come nel caso di Laplace. Questa era la conseguenza dell'invarianza di Lorentz che compensava gli effetti del ritardo nel primo ordine, come Poincaré ha sottolineato nel 1905, e un'indicazione che una teoria relativistica con la gravità che si propagava alla stessa velocità della luce era praticabile. Tuttavia, la teoria di Lorentz non prevedeva il valore corretto per la precessione anomala di Mercurio. La teoria di Lorentz fu menzionata anche da Poincaré nel 1908, subito dopo che Einstein si interessò all'estensione della relatività alla gravità.
L'autore più comunemente menzionato come "predecessore" di Einstein è Gerber, che nel 1898 inserì nel potenziale di Newton un termine dipendente dalla velocità che produce il valore corretto della precessione di Mercurio. La teoria di Gerber era però ad hoc e non poteva spiegare come la sua particolare correzione potesse essere fisicamente implementata. Einstein era consapevole della gravità di Gerber, era menzionata nei libri di Mach e Poincaré, ma non c'era molto da influenzarlo, tranne forse per suggerire l'idea che la precessione fosse di origine relativistica. Il suo lavoro è stato tuttavia utilizzato dai detrattori di Einstein per accusarlo di plagio e per argomentare contro l'assegnazione di un premio Nobel per la relatività generale. Vedi Gerber's Gravity per i dettagli. Tralascio la teoria di Heaviside del 1893, che imitava l'elettrodinamica di Maxwell per la gravità ed è essenzialmente equivalente a una approssimazione moderna della relatività generale, gravitoelettromagnetismo, perché non ci sono prove che Einstein ne fosse a conoscenza.
Le metriche generali furono ovviamente introdotte da Riemann nella sua famosa conferenza e nel 1900 la geometria riemanniana fu sistematizzata usando il calcolo tensoriale sviluppato da Ricci e Levi-Civita. Einstein ne venne a conoscenza da Grossman, che era un geometra, e fornì lo strumento matematico più importante utilizzato nella relatività generale. La versione originale della teoria della gravità relativistica, chiamata Entwurf, fu originariamente elaborata da Einstein e Grossman nel 1913. Ma ahimè, proprio come quella di Lorentz, non prevedeva correttamente la precessione di Mercurio. Nel 1912 Mie e nel 1913 Nordstrom suggerirono teorie relativistiche sulla gravità alternative alla relatività generale finalizzate da Einstein nel 1916.
Le teorie della gravitazione nel crepuscolo della fisica classica di Renn e Schemmel offrono un'ampia panoramica storica, vedi l'Enciclopedia di David Darling per un bel resoconto popolare. Un resoconto irritabile ma ben referenziato di alcuni sviluppi meno noti del XIX secolo è l'elettrodinamica soppressa di Ampère-Gauss-Weber di Hecht. Lost in the Tensors di Earman e Glymour si concentra sul lato matematico della storia della relatività generale. Puoi leggere ulteriori informazioni sulle fasi finali della sua creazione in Conquering the Perihelion di Kevin Brown e MacTutor History. Vedi anche il thread correlato Che cosa ha attratto Einstein verso la precessione anomala di Mercurio?. Un buon libro è Renn's The Genesis of General Relativity.