A teoria da relatividade de Albert Einstein é na verdade duas teorias distintas: a sua teoria especial da relatividade , postulada no artigo de 1905, A Electrodinâmica dos Corpos em Movimento e a sua teoria da relatividade geral , uma expansão da teoria anterior, publicada como A Fundação da Teoria Geral da Relatividade em 1916. Einstein procurou explicar situações nas quais a física newtoniana poderia falhar em lidar com fenômenos com sucesso, e ao fazê-lo propôs mudanças revolucionárias nos conceitos humanos de tempo, espaço e gravidade.
A teoria especial da relatividade foi baseada em dois postulados principais: primeiro, que a velocidade da luz é constante para todos os observadores; e segundo, que os observadores que se movem 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 relativo para o quadro de referência de um observador. Os cientistas testaram esta teoria através da experimentação - provando, por exemplo, que um relógio atómico faz tic-tac mais lentamente quando viaja a uma velocidade elevada do que quando não está em movimento. A essência do trabalho de Einstein era que tanto o espaço como o tempo são relativos (em vez de absolutos), o que se dizia ser verdade num caso especial, a ausência de um campo gravitacional. A 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 eram equivalentes e, mais especificamente, que uma única partícula de matéria podia ser convertida em uma enorme quantidade de energia. No entanto, uma vez que a teoria especial da relatividade só se manteve verdadeira na ausência de um campo gravitacional, Einstein esforçou-se durante mais 11 anos para trabalhar a gravidade nas suas equações e descobrir como a relatividade poderia funcionar também em geral.
De acordo com a teoria da relatividade geral, a matéria faz com que o espaço se curve. É postulado que a gravitação não é uma força, como entendido pela física newtoniana, mas uma curva campo (uma área do espaço sob a influência de uma força) no continuum espaço-tempo que é realmente criado pela presença de massa. De acordo com Einstein, essa teoria poderia ser testada medindo a deflexão da luz estelar viajando perto do sol; ele afirmou corretamente que a deflexão da luz seria o dobro do esperado pelas leis de Newton. Esta teoria também explicou porque a luz das estrelas em um campo gravitacional forte estava mais próxima da extremidade vermelha do espectro do que aquelas em um mais fraco.
Nos últimos trinta anos de sua vida, Einstein tentou encontrar uma teoria de campo unificada, na qual as propriedades de toda a matéria e energia poderiam ser expressas em uma única equação. Sua busca foi confundida pelo princípio da teoria quântica uncertainty principle , que afirmava que o movimento de uma única partícula nunca poderia ser medido com precisão, pois a velocidade e a posição não poderiam ser avaliadas simultaneamente com qualquer grau de segurança. Embora ele não tenha conseguido encontrar a teoria abrangente que procurava, o trabalho pioneiro de Einstein permitiu que inúmeros outros cientistas continuassem a busca do que alguns chamaram de "o santo graal dos físicos"
Veja uma simples introdução à teoria da relatividade: