De moderne natuurkunde rust voor een groot deel op twee theorieën, de kwantummechanica en de relativiteitstheorie. Beide werden in het begin van de 20^ste eeuw gevonden. De eerste, de kantummechanica, bespreekt onze wereld op het allerkleinste niveau, namelijk dat van de quarks en elektronen. De twee relativiteitstheorieën (de speciale en de algemene) daarentegen zien het heel wat groter. Zo zijn vele bijwerkingen van de relativiteitstheorieën enkel merkbare bij gigantische massa's of snelheden.

De oudste van de twee relativiteitstheorieën, ook wel de speciale genoemd, gaat er van uit de tijd niet iets absoluut is (zoals volgt uit de tweelingparadox) en dat ruimte en tijd geen strikt gescheiden begrippen zijn. De tweede theorie, de algemene relativiteitstheorie, toont aan de ruimte-tijd en materie invloed op elkaar hebben. Zo kan men de ruimtetijd zien als een laken waren in massa's liggen. Deze massa's doen het laken krommen. In werkelijkheid kromt materie ook de (vierdimensionale) ruimte-tijd. Deze theorieën hebben enorme gevolgen gehad voor de hedendaagse natuurkunde. Zo volgt uit de speciale relativiteitstheorie dat massa en energie equivalent zijn, wat mooi weergeven is in de formule E=mc². Met deze simpele formule heeft men onder andere de atoombom ontworpen...