در دهه اول قرن بیستم انقلابی در فلسفه علوم طبیعی پیش آمد که بسیاری آن را از حیث عمق معنا و به هم زدن احکام موجود پذیرفته شده ، نسبت به انقلاب کوپرنیکی – گالیله‌ای ، برتر به شمار می‌آورند. در این  زمان دو نظریه بسیار مهم پا بهعرصه رقابت نهادند ، نظریه نسبیت(نسبیت خاص ونسبیت عام) و کوانتمی که نسبت به کارهای دانشمندان پیشین ازجملهماکسول،سارین،کلوینوکلاوزیوسبه نحو چشمگیری متفاوت بودند. ایننظریه‌های جدید بامکانیک نیوتونینیز در بعضی از اصول وفرضهای بنیادی اختلاف شدیدی داشتند.

 آلبرت انیشتین در سال ۱۹۱۷، مقاله نسبیت عام را که مطالعه ای بر کل کیهان بود ارائه نمود.نسبیت عام را می توان در یک جمله کوتاه خلاصه کرد:جرم می گوید که فضا-زمان چطور خم بر دارد.انحنای فضا-زمان مسیرحرکت جسم را تعیین می کند. در نسبیت خاص درباره رفتار اجسامی که دارای سرعتی نسبت بهم هستند بحث می شود ولی در نسبیت عام از شتاب گیری اجسام با وجود گرانش صحبت می شود.

عقل سلیم بیان می کند که فضا وزمان دو نهاد مستقل از هم هستند وزمان با ساعت وفضا با خط کش سنجیده می شود.نسبیت خاص به ما می گوید که فضا وزمان واگردان(interconvertible) هستند.اگر جسمی با سرعت زیاد حرکت کند آنرا در فضا فشرده(انقباض لورنتز) ودر زمان متسع می یابیم.اما الحاق فضا وزمان برای همه ناظران یکسان است.

دیدگاه انیشتین در این باره که گرانش چگونه عمل می کند با دیدگاه نیوتن تفاوت بسیاری دارد.بر اساس نگرش نیوتن جرم به گرانش می گوید که چگونه نیرو اعمال کند ونیرو به جرم می گوید که چگونه شتاب بگیرد.

بر اساس نگرش انشتین:جرم به فضا –زمان می گوید که چگونه خمیده شود.خمش به جرم می گوید که چگونه حرکت کند.

وقتی که از انحنای فضا  – زمان صحبت می کنیم منظورمان چیست؟ فضا – زمان دارای چهار بعد است یعنی سه بعد فضایی ویک بعد زمانی.

برای تجسم موضوع ،یک سطح دو بعدی را درنظر بگیرید.اگر سطح دو بعدی مستوی باشد(مانند روی یک میز):کوتاه ترین قاصله بین دو نقطه،خط راست است.خطوط موازی هیچگاه تقاطع ندارند.اگر سطح دو بعدی منحنی باشد (مانند گوی )کوتاه ترین فاصله بین دو نقطه یک خط منحنی است.(بر روی سطح کروی کوتاه ترین فاصله دایره ای عظیمه است.خطوط موازی همگرای یا واگرایی دارند(بر روی یک سطح کروی خطوط موازی بهم می رسند).همانطور که سطوح دو بعدی مستوی یا منحنی داریم،احجام مسطح یا منحنی چهار بعدی هم میسر است.انحناء قابل بحث ودرک است ولی ارتباط آن با گرانش چیست؟

بر اساس تفکر نیوتنی به انحناء ربطی ندارد ،یک جسم سنگین بر اجسام دیگر نیرو وارد می کند.امادیدگاه نیوتن از دادن پاسخ به این سوال که چه چیزی در یک فضای خالی ، حامل نیرو است درمانده می ماند.

انیشتین می گوید که یک جسم سنگین، فضا –زمان اطراف خود را تابدار می کند.اجسام در سقوط آزاد کوتاه ترین مسیر بین دو نقطه را دنبال می کنند وبنابراین در فضا – زمان انحناء دار، خطوط منحنی را طی می کند.انیشتین همچنن خاطر نشان می کند که فوتونها هم در فضا – زمان منحنی، مسیرهای منحنی را می پیمایند هر چند که جرم ندارند.

برای تشبیه دیدگاه گرانشی انیشتین،یک صفحه لاستیکی را که بر روی یک چهارچوب کشیده شده در نظر بگیرید.این صفحه کاملا” تخت است. پس اگر تیله ای را بروی آن بسرانید،بدون انحراف خط مستقیمی را طی می کند.حال یک توپ سنگین را بروی صفحه رها کنید.این توپ آنقدر سنگین است که باعث شود صفحه در اطرافش گود بردارد.اکنون همان تیله را روی صفحه ودر حوالی توپ سنگین بسرانید.انحنای صفحه لاستیکی باعث می شود که تیله مسیری منحنی را دنبال کند.یک ناظر که نتواند انحنای سطح لاستیکی را از فاصله ببیند خواهد گفت که توپ سنگین در حال اعمال نیرویی بر تیله است وآنرا از مسیر راست منحرف کرده است.

بنابراین وقتی که جسمی کوتاه ترین مسیر را برروی یک سطح منحنی می پیماید به نظر می آید که دارد نیرویی بر آن اعمال می شود.به همین ترتیب هم ،جسمی که کوتاه ترین مسیر را در یک فضا – زمان چهار بعدی طی می کند مانند این است که نیرویی (نیروی گرانش ) بر آن اعمال شده است.کدام دیدگاه درست است؟ دیدگاه نیوتن (گرانش به عنوان نیرو)  یا دیدگاه انیشتین (گرانش به عنوان انحناء )؟

تنها چیزی که مارا به پاسخ درست یعنی دیدگاه انیشتین می رساند پیش گوییهای این دیدگاه درباره رفتار اجسام در نزدیکی اجسام بسیار سنگین (که سرعت فرار از سطحشان قابل مقایسه با سرعت نور است)می باشد.سه آزمون تجربی اصلی درباره نسبیت عام صورت گرفته که همگی آنرا تایید می کنند.

 در کل:

هر چیزی که جرم دارد بر اطراف خود اثر می گذارد به اینصورت است  که بعد فظا زمان را انحنا میدهد .

انحنای بعد فظا زمان اگر زیاد باشد باعث سفر در زمان می شود برای مثال در کنار سیاه چاله ها که چگال ترین فظا ی عالم اند بعد فظا زمان به اندازه ای خمیده می شوند که امکان سفر در زمان با استفاده از کرم چاله ها که دو سیا هچاله را به یکدیگر ارتباط میدهند میسر می شود.