Suhteellisuusteoria
Erityinen suhteellisuusteoria, joka tunnetaan myös suppeana tai erikoisena suhteellisuusteoriana, on nykyisen fysiikan vallitseva käsitys tilasta, ajasta ja sähkö­magnetismista. Albert Einstein julkaisi erityisen suhteellisuusteorian 1905. Se pätee vain inertiaalikoordinaatistoissa eikä kykene käsittelemään kiihtyvää (tai hidastuvaa) liikettä. Erityinen suhteellisuusteoria on yksi tarkimmin verifioiduista fysiikan teorioista. Siihen liittyvät ilmiöt ovat jokapäiväisiä muun muassa hiukkas- ja astrofysiikan tutkimuksessa. Erityisen suhteellisuusteorian matematiikka on helposti omaksuttavissa, ja joitakin sen tuloksia esitellään jo lukion fysiikassa. Se on myös yhteensopiva kvanttimekaniikan kanssa.
Magnetismi
Einsteinin erityinen suhteellisuusteoria, osoitti, miten sähkö ja magnetismi liittyvät perustavalla tavavalla toisiinsa. Teorian mukaisista ilmiöistä kuten pituuskontraktiosta, aikadilaatiosta ja siitä, että magneettinen voima riippuu nopeudesta, seuraa, että suhteellisuusteorian mukaan voisikaan olla magnetismia ilman sähköä tai sähköä ilman magnetismia. Sitä vastoin sähkömagnetismin teoria, johon molemmat oleellisesti kuuluvat, on täysin yhteensopiva erityisen suhteellisuusteorian kanssa. Erityisesti sama ilmiö, joka yhden havaitsijan näkökulmasta näyttää puhtaasti sähköiseltä tai puhtaasti magneettiseltä, voi toisen havaitsijan näkökulmasta olla molempien yhdistelmä. Sähkö- ja magneettikenttä eivät olekaan toisistaan riippumattomia, vaan ne yhdessä muodostavat sähkömagneettisen kentän. Miten se jakautuu sähkö- ja magneettikentäksi, riippuu havaitsijan liiketilasta ja käytetystä koordinaatistosta tavalla, jonka osoittaa sähkömagneettisen kentän Lorentz-muunnos.