Teoria da relatividade de Albert Einstein é na verdade duas teorias distintas: a sua teoria da relatividade especial, postulada no artigo de 1905, a eletrodinâmica dos corpos em movimento e sua teoria da relatividade geral, uma expansão da teoria anterior, publicado como A Fundação da Teoria Geral da Relatividade em 1916. Einstein procurou explicar situações em que a física newtoniana pode falhar para lidar com sucesso com os fenômenos, e assim fazendo mudanças revolucionárias propostas na conceitos humanos de tempo, espaço e gravidade.
A teoria da relatividade especial foi baseada em dois postulados principais: em primeiro lugar, que a velocidade da luz é constante para todos os observadores; e, segundo, que os observadores que se deslocam a velocidades constantes devem estar sujeitos às mesmas leis físicas. Seguindo esta lógica, Einstein teorizou que o tempo deve mudar de acordo com a velocidade de um objeto em movimento em relação ao quadro de referência de um observador. Os cientistas testaram esta teoria através de experimentação - provar, por exemplo, que um relógio atômico bate mais devagar quando se viaja em alta velocidade que ele faz quando não está em movimento. A essência do trabalho de Einstein era que tempo e espaço são relativos (em vez de absoluto), o que foi dito é verdadeiro em um caso especial, a ausência de um campo gravitacional. Relatividade era um conceito impressionante na época; cientistas de todo o mundo debateram a veracidade da famosa equação de Einstein, E = mc2, que implicava que matéria e energia são equivalentes e, mais especificamente, que uma única partícula de matéria pode ser convertida em uma enorme quantidade de energia. No entanto, uma vez que a teoria da relatividade especial só realizou verdade, na ausência de um campo gravitacional, Einstein se esforçou para mais 11 anos para trabalhar gravidade em suas equações e descubra como a relatividade geral pode funcionar tão bem.
De acordo com a teoria da relatividade geral, a matéria faz com espaço para curva. postulou-se que a gravidade não é uma força, tal como entendido pela física newtoniana, mas um campo curvo (uma área do espaço sob a influência de uma força) do espaço-tempo que está efectivamente criado pela presença de massa. De acordo com Einstein, que a teoria poderia ser testada medindo a deflexão da luz estelar viajar perto do sol; ele corretamente afirmou que a deflexão da luz seria duas vezes maior que o esperado por leis de Newton. Esta teoria também explica porque a luz das estrelas em um forte campo gravitacional era mais perto da extremidade vermelha do espectro do que aqueles em um mais fraco.
Para os últimos trinta anos de sua vida, Einstein tentou encontrar uma teoria do campo unificado, no qual as propriedades de toda a matéria e energia poderia ser expresso em uma única equação. Sua pesquisa foi confundida pelo princípio da incerteza de teoria quântica, que afirmou que o movimento de uma única partícula nunca poderia ser medido com precisão, porque a velocidade ea posição não poderia ser simultaneamente avaliada com qualquer grau de certeza. Embora ele não foi capaz de encontrar a teoria abrangente que ele procurou, trabalho pioneiro de Einstein permitiu incontáveis outros cientistas a continuar a busca para o que alguns chamaram de "o Santo Graal dos físicos."
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