Albert Einstein (1879-1955) desarrolló la Teoría de la Relatividad Especial (1905) y la Teoría de la Relatividad General (1915). Aunque ambas teorías incluyen aparentemente sólo pequeñas correcciones a la mecánica de Newton, sus repercusiones ha sido enormes para la visión intelectual del mundo, ya que han revolucionado los conceptos del espacio, tiempo, movimiento y gravitación. Tanto para los científicos como para los que no lo son, la relatividad de Einstein se ha convertido en el símbolo del enorme progreso de la ciencia del siglo XX, a pesar de que sus resultados no sean accesibles en las coordenadas de nuestra experiencia vital.

La Teoría de la Relatividad Especial, se aplica sólo a sistemas de coordenadas inerciales, en los que es válido el principio de inercia de Newton y se basa en dos conjeturas:
a) Las leyes físicas son las mismas en todos los sistemas de coordenadas en movimiento uniforme relativo entre sí;
b) La luz se propaga siempre en el espacio vacío con la misma velocidad, la cual es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor y del observador.

Las consecuencias más importantes de la Teoría de la Relatividad Especial son:
a) La masa de un cuerpo es una función de su velocidad. La masa relativista es la de un cuerpo que viaja a la velocidad de la luz;
b) La ecuación E=mc2 que relaciona masa /energía en la que c es la velocidad de la luz: La masa es energía y la energía es masa;
c) Es imposible sobrepasar la velocidad de la luz;
d) La contracción postulada por Lorentz (1853-1928) -los objetos en movimiento a la velocidad de la luz se acortan a lo largo de la dirección de su movimiento- se explica por la teoría de la relatividad especial (*);
e) El tiempo no es un valor absoluto: una persona moviéndose a la velocidad de la luz envejecería más lentamente.

La Teoría de la Relatividad General se deriva de un postulado básico: Es imposible expresar la diferencia entre gravedad y aceleración, ya que la masa inercial y la masa gravitacional son equivalentes. La Teoría General, con la gravitación como su problema fundamental, analiza profundamente el continuo espacio-tiempo y su validez como teoría ya no está restringida, como en la Teoría especial, a sistemas de coordenadas inerciales, sino que intenta formular leyes físicas válidas para todos los sistemas de coordenadas.

Einstein descubre que la estructura espacio-tiempo no es tan simple como nos la representamos en nuestras coordenadas vitales. Para la Teoría General la presencia de materia en el espacio es la causa de que éste espacio se "curve" y, de este modo, se genere el campo gravitacional. La gravitación se convierte así en una propiedad del propio espacio y pone en evidencia el papel que desempeña la geometría no-euclidiana en la descripción del cosmos. Para Einstein, si el espacio es la expansión tridimensional en la que se encuentran todos los objetos materiales, el tiempo es la cuarta dimensión en la cual se localizan todos los acontecimientos cosmológicos.

Las consecuencias de la Teoría General son:
a) La gravedad generada por un cuerpo masivo enlentece el tiempo, de modo similar a lo que sucede con la velocidad relativística;
b) Cuando nos aproximamos a la superficie de un "agujero negro", la Teoría de la Relatividad General nos dice que el tiempo se enlentece y finalmente se detiene.

Einstein recibió el Premio Nobel de Física en el año 1921, no concretamente por su teoría de la relatividad, sino "por sus servicios a la Física Teórica y especialmente por su descubrimiento de la ley del efecto fotoeléctrico".


(*) La mecánica clásica newtoniana no es válida cuando las velocidades de los cuerpos se aproximan a la velocidad de la luz, aunque si es válida para velocidades inferiores a las de la velocidad de la luz.