しかし、ニュートンの理論が説明できなかったいくつかの問題があり、これらの問題は宇宙の新たな理解の必要性に向けられていました。
* 光の速度： ニュートン物理学は、重力が任意の距離で瞬時に作用すると想定していました。しかし、実験では、光が有限速度で移動することが示され、この仮定と矛盾していました。
* 水銀の近期歳差運動： 太陽の周りの水銀の軌道は完全に楕円形ではありませんでしたが、時間とともにわずかにシフトしました。ニュートンの重力はこの異常を説明できませんでした。
* 重力の性質： ニュートンの法律は、重力がどのように機能するかを説明していましたが、それが何であるかを説明しませんでした *。
これらの問題により、科学者はこれらの矛盾を説明できる新しい理論を検索するようになりました。アインシュタイン以前の重要な発展のいくつかは以下を含めました。
* マックスウェルの方程式： ジェームズ書記官マクスウェルの19世紀半ばの電磁気の方程式は、光が電磁波であることを確立しました。これにより、光が有限の速度で移動するという理解がさらに強化され、ニュートン重力の瞬間的な性質に挑戦しました。
* Michelson-Morley実験： 1887年のこの有名な実験は、光波を運ぶと考えられていた仮想の「輝度エーテル」を検出することを目的としていました。しかし、実験のヌルの結果は、そのようなエーテルがないことを示唆しており、ニュートンの枠組みとさらに矛盾しています。
アインシュタインの相対性理論、特に特別な相対性理論（1905）と一般相対性理論（1915）は、宇宙を理解するための新しい枠組みを提供しました。ニュートン物理学の欠点に次のように対処しました。
* 空間と時間の絶対的な性質に挑戦する： アインシュタインの理論は、空間と時間は絶対的ではなく、観察者の参照の枠組みに関連していることを示しました。
* 光の有限速度の説明： 観察者の動きとは無関係に、普遍的な定数として光の速度を確立しました。
* 重力を時空の曲率として定義する： 力の代わりに、アインシュタインは重力を大規模なオブジェクトによって引き起こされる時空の反りと説明しました。これは、水銀とその他の現象の近期歳差別的なことを説明しました。
アインシュタインの理論は、宇宙の理解に革命をもたらし、現代の宇宙論、天体物理学、その他の科学分野の基礎を提供しました。
