La historia de la relatividad se inicia en 1632, cuando Galileo articuló el principio de que las leyes de movimiento y de la mecánica eran las mismas en todos los marcos de referencia de velocidad constante. Galileo trató de defender la idea Copernicana de que la Tierra no permanecía inmóvil en reposo en el centro del universo mientras todo lo demás giraba a su alrededor.

Las ondas sonoras y las ondulaciones del agua se explican fácilmente mediante la mecánica clásica. Se trata sencillamente de una perturbación que se propaga a través de un medio. El sonido no puede propagarse en el vacío, pero si puede hacerlo a través del aire, el agua o el metal.

La velocidad a la que nos alcanzará una ola del océano dependerá de lo rápido que nos movamos a través del agua acercándonos o alejándonos del origen de dicha ola. Lo mismo sucede con la ondas sonoras. Estas velocidades relativas se suman. Imaginemos que nos hallamos en el océano mientras las olas se dirigen hacia nosotros. Si no subimos en una moto acuática y nos dirigimos hacia las olas a 40 kilómetros por hora las veremos cruzarse con nosotros a una velocidad de 50 km por hora.

Todo esto llevaba a plantear una cuestión en la que Einstein había estado reflexionando desde los 18 años ¿se comporta la luz del mismo modo? Cuando hablamos de la luz  nos referimos a las ondas electromagnéticas. ¿Cuál es el medio a través del cual se propagan esas ondas? Y su velocidad de 300,000 km por segundo, era una velocidad relativa ¿a que?. la respuesta parecía ser que las ondas luminosas constituían una perturbación de un medio invisible al que denominaron éter. por desgracia ese éter había de poseer toda una serie de desconcertantes propiedades.

Nadie fue capaz de detectar aquella escurridiza sustancia.  Se observó que la velocidad de la luz siempre era la misma independientemente de que se moviera o de como se moviera. Cuando un objeto se aproxima a la velocidad de la luz, su masa aparente también aumenta. La ley de Newton de que la fuerza es igual a la masa por aceleración sigue vigente, pero dado que la masa aparentemente se incrementa cada vez más fuerza producirá menos aceleración. No hay forma de aplicar la fuerza suficiente para impulsar siquiera un guijarro a una velocidad superior a la de la luz. esta constituye el límite de velocidad definitivo del universo y según la teoría de Einstein, ninguna partícula ni unidad de información pueden ir más lejos.

La teoría de la relatividad no significa que "todo es relativo" en el sentido de que todo sea subjetivo. Lejos de ello. implica que las mediciones del tiempo, incluyendo duración y la simultaneidad, pueden ser relativas, dependiendo del movimiento del observador.

Y lo mismo ocurre con las mediciones del espacio, como la distancia y la longitud. Pero existe una unión de ambas, que denominamos "espacio-tiempo, y que permanecen invariables.

En lo sucesivo el espacio por si solo y el tiempo por si solo están condenados a convertirse en meras sombras, y solo una especie de unión entre ambas preservará la realidad independiente.

Einstein demostró que al no existir un espacio absoluto tampoco existiría un tiempo absoluto. Lo demostró a través de la fórmula: velocidad era igual a espacio partido por el tiempo. Esta fórmula era una constante en física. Así si la velocidad se mantiene constante si varia el espacio forzosamente el tiempo cambiaba.

La relatividad general: La idea central de la relatividad general es que la gravedad surge de la curvatura del espacio-tiempo afirma el físico James Huarte- La gravedad es geometría.

La geometría euclidiana describe superficies planas. Pero en las superficies curvas pierde su validez. Así  por ejemplo la suma de los ángulos de un triángulo dibujado sobre una superficie plana de una hoja de papel vale 180 grados. Si observamos este triángulo en la superficie de un globo, veremos que sus tres ángulos son ángulos rectos, lo cual obviamente resulta imposible en un mundo plano de  Euclides.

Gauss y otros habían desarrollado distintos tipos de geometrías que pudieran describir las superficies de las esferas y otras superficies curvas. Riedmann llevó las cosas aún más lejos; desarrollo una forma de describir una superficie independientemente de como cambiara su geometría, aplicable incluso si esta pasaba de esférica a plana y a hiperbólica de un punto al siguiente. Gaus exploró los diversos modos en que las matemáticas podrían describir la curvatura del espacio tridimensional e incluso tetradimensional. Podemos visualizar perfectamente una línea o una superficie curva, pero resulta difícil imaginar como sería un espacio tridimensional curvo y aún más  cuatro dimensiones curvas. Pero para los matemáticos, ampliar el concepto de curvatura a distintas dimensiones resulta fácil o cuando menos factible.

Su genial intuición fue que la gravedad podía definirse como una curvatura del espacio-tiempo y en consecuencia podía representarse por medio de un tensor métrico.

Los objetos curvan el espacio-tiempo. El físico Jhon Wheeler dice: "la materia le dice al espacio-tiempo como curvarse, y el espacio curvo le dice a la materia como moverse". Se establece así una especie de tango cósmico, tal como lo describe otro físico físico, Brian Greene. La materia de aquí hace que se deforme el espacio de allí, lo que hace que la materia de acá se mueva y esto hace que el espacio de allá se deforme todavía más y así sucesivamente. La relatividad general proporciona la coreografía de una entrelazada danza cósmica de espacio, tiempo, materia y energía.

Newton le había legado a Einstein un universo en el que el tiempo tenía una existencia absoluta que transcurría independientemente de los objetos y observadores y en el que también el espacio tenía una existencia absoluta.

Se creía que la gravedad era una fuerza que ejercían las masas unas sobre otras de una manera bastante misteriosa a través del espacio vacío. En este marco los observadores obedecían leyes mecánicas que se habían que se habían revelado extraordinariamente acertadas a la hora de explicarlo todo, desde las órbitas de los planetas hasta la difusión de los gases, pasando por los movimientos de las moléculas y la propagación de las ondas de sonido (aunque no las de la luz). Con su teoría de la relatividad especial, Einstein había demostrado que el espacio y el tiempo no tenían una existencia independiente, sino que en lugar de ello configuraban juntos la estructura del espacio-tiempo. Con su versión general de la teoría dicha estructura del espacio-tiempo dejaba de ser un mero contenedor de objetos y acontecimientos. Lejos de ello poseía su propia dinámica la cual venía determinada por el movimiento de los objetos en su seno; Exactamente lo mismo que la superficie de una cama elástica se verá curvada y ondulada por una bola de bolera inmóvil y algunas bolas de billar que ruedan junto a ella; A su vez, esta curvatura y ondulación mecánica de la superficie de la cama elástica determinará la trayectoria de las bolas que ruedan por ella y harán que las bolas de billar se dirijan hacia la bola de la bolera.

La estructura curvada y ondulada del espacio-tiempo explicaba la gravedad, su equivalencia con la aceleración y la relatividad general de todas formas de movimiento. En opinión de Paul Dirac aquel fue "probablemente el mayor descubrimiento científico jamás realizado" Max Born lo calificó de "la mayor hazaña del pensamiento humano en torno a la naturaleza, la más asombrosa combinación de penetración filosófica, intuición física y habilidad matemática. 

Einstein empezaba señalando que un universo absolutamente infinito lleno de estrellas no resultaba plausible. Habría una cantidad infinita de gravedad tirando de cada punto y una cantidad infinita de luz brillando en todas direcciones. por otra parte un universo finito flotando en algún emplazamiento aleatorio del espacio resultaba igualmente inconcebible.

Entre otras cosas ¿Qué evitaría que las estrellas y la energía escaparan fuera y vaciaran el universo? Se desarrolló una nueva opción, un universo finito pero sin límites. Las masas del universo hacían que el espacio se curvara, y a lo largo de toda la extensión del universo hacían que el espacio ( de hecho, toda la estructura tetradimensional del espacio-tiempo) se curvara completamente sobre si mismo. El sistema es cerrado y finito, pero carece de fin o de límite.

Un método que empleaba Einstein para ayudar a la gente a visualizar esta noción era empezar por imaginar a unos exploradores bidimensionales en un universo bidimensional como una superficie plana. Estos habitantes "planestres pueden deambular en cualquier dirección de la superficie plana, pero el concepto de ir arriba o abajo carece de significado para ellos. ¿y si las dos dimensiones de esos planestres siguieran estando en una superficie, pero dicha superficie estuviera (de una manera muy sutil para ellos) ligeramente curvada? ¿Y si ellos y su mundo siguieran estando limitados a dos dimensiones, pero su superficie plana fuera como la superficie de un globo? Si uno de aquellos planestres disparaba una flecha, a ellos les seguiría pareciendo que esta describía una trayectoria recta, pero a la larga daría toda la vuelta y regresaría, del mismo modo que un marinero en la superficie de nuestro planeta que zarpara en línea recta a través de los mares acabaría volviendo por el horizonte opuesto.

La curvatura del espacio bidimensional de los planestres convierte a su superficie en finita y sin embargo no podrán encontrarle límite alguno. No importa en que dirección viajen, no llegaran a ningún final ni límite de su universo, sino que a la larga acabaran volviendo al mismo lugar.

Según Einstein: "el gran encanto de esta consideración reside en el reconocimiento de que el universo de estos seres es finito y sin embargo no tiene límites". Y si la superficie de los planestres fuera como la de un globo que se estuviera hinchando, todo su universo se hallaría en expansión y sin embargo no tiene límites. Por extensión-dice Einstein- podemos tratar de imaginar como el espacio tridimensional puede curvarse de manera similar para crear un sistema cerrado y finito que no tenga límites. No resulta fácil para nosotros criaturas tridimensionales visualizarlo, pero si se describe con facilidad matemáticamente mediante las geometrías no euclidianas de las que fueron pioneros Gauss y Riemann. Y lo mismo puede decirse de las cuatro dimensiones del espacio-tiempo.

El siglo XX será estudiado con tanta intensidad como lo fueron los clásicos griegos porque se ha definido una nueva dimensión, la cuarta. Ella es tan importante como las tres restantes y es imprescindible que la conozcamos y sepamos como va a  influir en nuestras vidas. Para que definamos una nueva dimensión es necesario añadir un nuevo espacio, un nuevo movimiento y un nuevo tiempo. Hasta ahora solo conocíamos el movimiento alterno, a partir del siglo XX conoceremos el movimiento alterno y el continuo. Y un nuevo tiempo. Hasta el siglo XX solo conocíamos un tiempo que progresa. Ahora conoceremos un tiempo que progresa, regresa y se detiene. Este tiempo viene definido por la teoría de la relatividad como tiempo físico y el psicoanálisis como tiempo psíquico.