È il quadro teorico che spiega il comportamento dell'universo a livello, cioè a livello di galassie, pianeti, stelle o sistemi solari e altri corpi celesti. Qualsiasi teoria del moto che tenti di spiegare il modo in cui le velocità (e i fenomeni correlati) sembrano variare da un osservatore all'altro sarebbe una Teoria della Relatività.
Sia la teoria della relatività generale che la teoria della relatività speciale. Entrambi furono introdotti dallo scienziato Albert Einstein all'inizio del XX secolo.
Le due teorie della relatività hanno posto le basi della fisica moderna e grazie a loro siamo stati in grado di comprendere meglio il funzionamento dell'universo, nonché la struttura dello spazio e del tempo.
La teoria della Relatività Speciale: In primo luogo dice: che la velocità della luce è una costante, cioè, indipendentemente dal sistema di riferimento utilizzato, la velocità della luce non cambia.
Allo stesso modo, ci sono altre costanti: la carica elettrica e la fase di un'onda.
Secondo: Einstein dichiara che esiste una quarta dimensione: il tempo, quindi, l'universo è all'interno di quello che ora viene chiamato cronotopo o spazio-tempo, questo rende una costante a parte la precedente: la distanza tra due punti qualsiasi nell'universo non varia nello spazio-tempo, perché ciò avvenga, se due punti si allontanano, il tempo e lo spazio vengono distorti, mantenendo costante lo spazio-tempo.
Terzo: massa ed energia sono equivalenti, da cui deriva l'equazione E = mc2, che si tradurrebbe come l'energia di un corpo (a riposo) è uguale alla massa del corpo per la velocità della luce elevata alla seconda potenza.
Quarto: le trasformazioni di Lorentz, che erano una curiosità matematica poiché praticamente tutti i contributori e i matematici le conoscono ma sapevano esattamente come usarle, furono usate da Einstein al posto delle trasformazioni galliche (usate da Newton) per spiegare il moto relativo e con loro per ottenere che la massa, la lunghezza di un oggetto e il tempo cambino con la velocità, in altre parole, spiegano la distorsione dello spazio-tempo. Poiché le trasformazioni di Galileo sono un caso particolare delle trasformazioni di Lorentz, potremmo dire che la meccanica newtoniana è un caso particolare della meccanica relativistica (o teoria della relatività).
Quinto: un osservatore non può distinguere se il suo quadro di riferimento è mobile o statico meno accelerazione verifica.
Sesto: le leggi dell'universo si applicano allo stesso modo in qualsiasi struttura inerziale.
È diventato necessario, quando alcune anomalie nell'universo non potevano essere spiegate secondo la meccanica newtoniana o la fisica classica. Ha alcuni antecedenti come le trasformazioni di Lorenz, il fatto che la velocità della luce non cambia in nessun quadro di riferimento, il fatto che Mercurio devia dall'orbita predetta da Keplero e Newton senza l'esistenza di un altro corpo che lo attiri. Non era il sole per citarne alcuni.
