Vóór Einstein was de heersende kijk op het universum grotendeels gebaseerd op de bewegingswetten van Isaac Newton en zwaartekracht. Deze wetten, geformuleerd in de late 17e eeuw, gaven een opmerkelijk nauwkeurige beschrijving van de beweging van objecten op aarde en in het zonnestelsel. Ze leidden ook tot het begrip van de zwaartekracht als een kracht die tussen twee objecten met massa werkte.

Er waren echter verschillende problemen die de theorie van Newton niet kon verklaren, en deze problemen wezen op de noodzaak van een nieuw begrip van het universum:

* De snelheid van het licht: Newtoniaanse fysica ging ervan uit dat de zwaartekracht onmiddellijk over elke afstand handelde. Experimenten toonden echter aan dat licht met een eindige snelheid reist, die deze veronderstelling tegenspoorde.

* De perihelion -precessie van kwik: De baan van Mercurius rond de zon was niet perfect elliptisch, maar verschoof enigszins in de loop van de tijd. Newtoniaanse zwaartekracht kon deze anomalie niet verklaren.

* De aard van de zwaartekracht: Hoewel de wet van Newton uitlegde hoe de zwaartekracht werkt, legde het niet uit wat het *is *.

Deze problemen brachten wetenschappers ertoe om te zoeken naar een nieuwe theorie die deze discrepanties zou kunnen verklaren. Enkele van de belangrijke ontwikkelingen vóór Einstein omvatten:

* Vergelijkingen van Maxwell: James Clerk Maxwell's vergelijkingen van elektromagnetisme in het midden van de 19e eeuw hebben vastgesteld dat licht een elektromagnetische golf is. Dit versterkte verder het begrip dat het licht met een eindige snelheid reist en de onmiddellijke aard van Newtoniaanse zwaartekracht uitdaagt.

* Michelson-Morley Experiment: Dit beroemde experiment in 1887 was gericht op het detecteren van de hypothetische "Luminiferous Aether" waarvan werd gedacht dat het lichte golven draagt. Het nulresultaat van het experiment suggereerde echter dat er geen dergelijke ether is, die het Newtoniaanse raamwerk verder in tegenspraak is.

De relativiteitstheorie van Einstein, met name speciale relativiteitstheorie (1905) en General Relativity (1915), zorgden voor een nieuw kader voor het begrijpen van het universum. Het heeft de tekortkomingen van Newtoniaanse fysica aangepakt door:

* Het absolute karakter van ruimte en tijd uitdagen: De theorie van Einstein toonde aan dat ruimte en tijd niet absoluut zijn maar ten opzichte van het referentiekader van de waarnemer.

* het uitleggen van de eindige lichtsnelheid: Het vestigde de snelheid van het licht als een universele constante, onafhankelijk van de beweging van de waarnemer.

* Gravity definiëren als een kromming van ruimtetijd: In plaats van een kracht beschreef Einstein de zwaartekracht als een kromtrekken van ruimtetijd veroorzaakt door massieve objecten. Dit verklaarde de perihelion -precessie van kwik en andere fenomenen.

De theorieën van Einstein brachten een revolutie teweeg in ons begrip van het universum en vormden de basis voor moderne kosmologie, astrofysica en andere wetenschappelijke gebieden.