C'est le cadre théorique qui explique le comportement de l' univers au niveau, c'est-à-dire au niveau des galaxies, planètes, étoiles ou systèmes solaires et autres corps célestes. Toute théorie du mouvement qui tente d'expliquer la façon dont les vitesses (et les phénomènes associés) semblent varier d'un observateur à l'autre serait une théorie de la relativité.
La théorie de la relativité générale et la théorie de la relativité restreinte. Les deux ont été introduits par le scientifique Albert Einstein au début du 20e siècle.
Les deux théories de la relativité ont jeté les bases de la physique moderne et grâce à elles, nous avons pu mieux comprendre le fonctionnement de l'univers, ainsi que la structure de l'espace et du temps.
La théorie de la relativité spéciale: Premièrement, elle dit: que la vitesse de la lumière est une constante, c'est-à-dire que peu importe le cadre de référence utilisé, la vitesse de la lumière ne change pas.
De même, il existe d'autres constantes: la charge électrique et la phase d'une onde.
Deuxièmement: Einstein déclare qu'il y a une quatrième dimension: le temps, donc, l'univers est dans ce qu'on appelle maintenant chronotope ou espace-temps, cela fait une constante en dehors de la précédente: la distance entre deux points quelconques de l'univers il ne varie pas dans l'espace-temps, pour que cela se produise, si deux points s'écartent, le temps et l'espace sont déformés, maintenant l'espace-temps constant.
Troisièmement: la masse et l' énergie sont équivalentes, d'où vient l'équation E = mc2, qui se traduirait par le fait que l'énergie d'un corps (au repos) est égale à la masse du corps multipliée par la vitesse de la lumière portée à la seconde puissance.
Quatrièmement: les transformations de Lorentz, qui étaient une curiosité mathématique puisque pratiquement tous les contributeurs et mathématiciens les connaissent mais savaient exactement comment les utiliser, ont été utilisées par Einstein au lieu des transformations de Galieo (utilisées par Newton) pour expliquer le mouvement relatif et avec eux pour obtenir que la masse, la longueur d'un objet et le temps changent avec la vitesse, c'est-à-dire expliquent la distorsion de l'espace-temps. Les transformations de Galilée étant un cas particulier des transformations de Lorentz, on pourrait dire que la mécanique newtonienne est un cas particulier de la mécanique relativiste (ou théorie de la relativité).
Cinquièmement: un observateur ne peut pas distinguer si son cadre de référence est mobile ou statique à moins qu'une accélération ne se produise.
Sixièmement: les lois de l'univers s'appliquent également dans n'importe quel cadre inertiel.
Cela devenait nécessaire, lorsque certaines anomalies de l'univers ne pouvaient être expliquées selon la mécanique newtonienne ou la physique classique. Il a des antécédents comme les transformations de Lorenz, le fait que la vitesse de la lumière ne change dans aucun cadre de référence, le fait que Mercure s'écarte de l'orbite prédite par Kepler et Newton sans l'existence d'un autre corps l'attirant. Ce n'était pas le soleil pour n'en nommer que quelques-uns.
