在19世纪末，我们所认为的“基础科学”正在迅速发展，导致了两种不同的相互冲突的观点。在大多数保守派中，麦克斯韦的电磁学理论代表了一项惊人的成就：将电和磁理解为一种单一的、统一的现象。再加上牛顿的万有引力和运动的力学定律，似乎宇宙中的一切都都能得到解释。但许多年轻和新兴的科学家，却看到了恰恰相反的情况：宇宙正处于危机的边缘。
当速度接近光速时，时间的膨胀和长度的收缩违背了牛顿的运动定律。当我们跟踪水星的轨道数个世纪后，我们发现它的进动与牛顿的预测有少量但重要的偏差。还有放射性这样的现象在当时现有的框架内是无法解释的。
1905年在科学史上被理所当然地称为爱因斯坦的“奇迹年”。在那一年发表的一系列论文中，爱因斯坦一举改变了我们对宇宙的看法。他提出了狭义相对论，与此同时，爱因斯坦还发表了其他重要著作：质能方程、光电效应和布朗运动。这导致了整个物理学领域的许多重要的后续发展，但是最大的问题仍然没有解决：水星的轨道发生了什么？
从第谷·布拉赫时代开始的数百年里，我们一直在跟踪水星的近日点，并发现了令人震惊的事情：与牛顿引力理论的预测不同，水星并没有在每次完成轨道运行后回到相同的位置。然而，有一个已知的因素会使水星的轨道变得复杂：太阳系中还有其他天体也对水星施加引力，从而导致额外的岁差效应。
因此，考虑到这个因素之后，牛顿力学预测的水星近日点进动是每世纪5557角秒。然而，早在20世纪初，我们就已经确定观测到的近日点进动是每世纪5600角秒。为了解释这额外的岁差，产生了许多聪明的想法。许多人认为，也许在水星内部还有一颗迄今尚未被发现的行星，它的引力影响导致了我们所看到的岁差。然而，尽管进行了详尽的搜索，我们仍然没有找到任何物体。
在此期间，与爱因斯坦同时代的亨利·庞加莱指出，如果你考虑到水星（所有行星中最快的行星）绕太阳运行的速度并将狭义相对论应用于它，你会朝着正确的方向迈出一步。但最终，狭义相对论应用于水星轨道之后也有偏差。
事实上，早在狭义相对论出来不久，爱因斯坦就知道该理论的缺陷：不能处理加速问题也不能处理引力问题。当时，爱因斯坦就知道要对它进行扩展。后来，爱因斯坦想出了著名的电梯思想实验，把加速度场与引力场等效，也就有了后来的等效原理，它和广义相对性原理一起成为了广义相对论的基础。在1915年，爱因斯坦终于提出广义相对论，一言以蔽之：“质量和能量告诉时空如何弯曲，而弯曲的时空告诉物质和能量如何运动”。
后来，爱因斯坦利用广义相对论成功解决了水星的轨道问题。引力时间膨胀、光线弯曲、引力透镜、引力波等也都在广义相对论的掌握范围。今天，由广义相对论控制的宇宙是我们迄今为止所构建的最成功的图景，它始于引发热大爆炸的暴胀状态，除了“正常物质”之外，还包含某种形式的暗物质和暗能量。但是，尽管我们取得了巨大的成功，我们仍在寻找更好、更成功的描述现实的方式。
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