Yleinen suhteellisuusteoria
Yleinen suhteellisuusteoria () on useimpien fyysikkojen nykyään kannattama, painovoimaa kuvaava teoria, jonka kehitti teoreettinen fyysikko Albert Einstein vuosina 1907–1915. Se on todeksi osoitetun erityisen eli suppean suhteellisuusteorian laajennus. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan kahden kappaleen välillä havaittu painovoima johtuu siitä, että kappaleiden massat kaareuttavat aika-avaruutta. Yleisessä suhteellisuusteoriassa gravitaatio siis tulkitaan avaruuden "kaareutumiseksi", toisin sanoen avaruuden geometrian muuttumiseksi. Einsteinin teoria käyttää geometrianaan Riemannin epäeuklidista geometriaa. Teoria korvaa Sir Isaac Newtonin vuonna 1686 julkaiseman teorian painovoimasta voimana massallisten kappaleiden välillä. Kokeiden mukaan Einsteinin teoria on tarkempi ja on näin syrjäyttänyt Newtonin teorian modernissa fysiikassa. Yleinen suhteellisuusteoria ennusti myös gravitaatioaaltojen olemassaolon.
Klassinen mekaniikka
Klassinen mekaniikka kuvaa kappaleiden liikettä huomattavan suurella tarkkuudella edellyttäen, että kysymys on huomattavasti yksittäistä atomia suuremmista kappaleista ja että niiden nopeus on paljon pienempi kuin valonnopeus. On kuitenkin osoittautunut, että hyvin suurella nopeudella (suunnilleen yli yksi kymmenesosa valonnopeudesta) liikkuviin kappaleisiin Newtonin mekaniikka ei sovellu, vaan tällöin on sovellettava suppeaa suhteellisuusteoriaa. Pienellä nopeudella liikkuviin kappaleisiin sovellettuna suhteellisuusteoria johtaa kuitenkin suurella tarkkuudella yhtäpitäviin tuloksiin Newtonin mekaniikan kanssa, jota tämän vuoksi voidaan edelleen käyttää. Yleinen suhteellisuusteoria taas kuvaa gravitaatiota tarkemmin kuin Newtonin gravitaatiolaki. Klassinen mekaniikka ei myöskään sovellu atomin suuruusluokkaa oleviin tai vielä pienempiin kappaleisiin, vaan tällöin on käytettävä kvanttimekaniikkaa.