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.
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.