Саме теоретичні основи пояснюють поведінку Всесвіту на рівні, тобто на рівні галактик, планет, зірок або сонячних систем та інших небесних тіл. Будь-яка теорія руху, яка намагається пояснити, як швидкості (і пов'язані з ними явища) змінюються від одного спостерігача до іншого, була б теорією відносності.
І теорія загальної теорії відносності, і спеціальна теорія відносності. Обидва вони були введені вченим Альбертом Ейнштейном на початку 20 століття.
Дві теорії відносності були закладені основи з сучасної фізики і завдяки їм ми змогли краще зрозуміти роботу Всесвіту, а також структуру простору і часу.
Теорія особливої теорії відносності: По-перше, вона говорить: що швидкість світла є постійною, тобто незалежно від того, яка система відліку використовується, швидкість світла не змінюється.
Так само існують інші константи: електричний заряд і фаза хвилі.
По-друге: Ейнштейн заявляє, що існує четвертий вимір: час, отже, Всесвіт знаходиться в межах того, що зараз називають хронотопом або простором-часом, це робить константу, крім попередньої: відстань між будь-якими двома точками у Всесвіті він не змінюється в просторі-часі, щоб це сталося, якщо дві точки розсунулися, час і простір спотворюються, зберігаючи простір-час постійним.
По-третє: маса та енергія еквівалентні, з чого виходить рівняння E = mc2, що означало б, що енергія тіла (у спокої) дорівнює масі тіла, помноженій на швидкість світла, підняту на другу ступінь.
Четверте: перетворення Лоренца, які були математичною цікавістю, оскільки практично всі учасники та математики знають їх, але точно знали, як ними користуватися, Ейнштейн використовував замість перетворень Галіє (використовував Ньютон) для пояснення відносного руху і з ними отримати, щоб маса, довжина предмета і час змінювались зі швидкістю, іншими словами, пояснювали спотворення простору-часу. Оскільки перетворення Галілея є приватним випадком перетворень Лоренца, ми могли б сказати, що механіка Ньютона - це приватний випадок релятивістської механіки (або теорії відносності).
По-п'яте: спостерігач не може розрізнити, чи є його система відліку рухливою чи статичною, якщо не відбувається прискорення.
По-шосте: закони Всесвіту однаково застосовуються в будь-яких інерційних системах.
Це стало необхідним, коли певні аномалії у Всесвіті неможливо пояснити відповідно до механіки Ньютона або класичної фізики. Він має деякі попередні явища, такі як перетворення Лоренца, той факт, що швидкість світла не змінюється в жодній системі відліку, той факт, що Меркурій відхиляється від орбіти, передбаченої Кеплером і Ньютоном, без існування іншого тіла, яке би його привернуло. Це було не сонце, щоб назвати декількох.
