ปี ค.ศ.1905 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ (Albert Einstein) นักดาราศาสตร์ชาวยิว ประกาศทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ (Special Relativity) ว่า แสงเดินทางในอวกาศด้วยความเร็วคงที่ด้วยความเร็ว 3 x 108 เมตร/วินาที และไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางการเคลื่อนที่ของผู้สังเกตการณ์ ขณะที่สังคมในยุคนั้นถือว่า ความเร็ว = ระยะทาง/เวลา ไอสไตน์กล่าวว่า ความเร็วแสงคงที่ แต่เวลาและระยะทางยืดหดได้ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความเร็วของผู้สังเกตการณ์ ถ้าผู้สังเกตการณ์เดินทางเข้าใกล้ความเร็วแสง ระยะทางจะหดสั้น กาลเวลาจะช้าลง joker123 แม้ว่าทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของไอน์สไตน์ ฟังดูไม่น่าเชื่อ แต่ทฤษฎีนี้ก็ถูกพิสูจน์แล้วว่า เวลาในยานอวกาศเดินช้ากว่าเวลาบนโลก อนุภาคในอวกาศมีอายุขัยยาวนานกว่าอนุภาคบนโลก ปี ค.ศ.1917​ ไอน์สไตน์ นำเสนอทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป (General Relativity) ว่า อวกาศประกอบด้วย 4 มิติ คือ อวกาศและกาลเวลา (Space-time) มวลทำให้อวกาศโค้ง ดาวที่มีมวลมากจะฉุดรั้งให้อวกาศโค้งและกาลเวลายืดออกไป ไอน์สไตน์อธิบายว่า ดาวเคราะห์ทั้งหลายโคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นเพราะว่าอวกาศรอบๆ ดวงอาทิตย์โค้ง นักดาราศาสตร์ในยุคก่อนนั้นแปลกใจว่า อะไรเป็นสาเหตุให้วงโคจรของดาวพุธรอบดวงอาทิตย์แกว่ง ดังที่แสดงในภาพที่ 3 ขณะที่นักวิทยาศาสตร์ในยุคนั้นตั้งข้อสันนิษฐานว่า มีดาวเคราะห์ที่มีนามสมมติว่า “วัลแคน” (Valcan) โคจรรอบดวงอาทิตย์ใกล้กว่าดาวพุธ เรามองไม่เห็นวัลแคนเพราะแสงสว่างจากดวงอาทิตย์รบกวน แต่แรงโน้มถ่วงของวัลแคนรบกวนเส้นทางโคจรของวัลแคน ไอน์สไตน์แก้ข้อสมมติฐานนี้โดยเสนอว่า ดาวเคราะห์วัลแคนไม่มีอยู่จริง เราสังเกตเห็นว่า วงโคจรของดาวพุธแกว่งเป็นเพราะว่า ดาวพุธเคลื่อนที่รอบดวงอาทิตย์เป็นวงโคจรรูปรี ซึ่งทาบอยู่บนอวกาศโค้ง หากใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปแทนค่าในสมการวงโคจรของดาวพุธ ก็จะทราบตำแหน่งที่แท้จริงของดาวพุธ สล็อต ไอน์สไตน์อธิบายว่า สภาพภูมิศาสตร์ของอวกาศไม่ใช่ราบเรียบเป็นเส้นตรง หรือเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์ หากแต่คดโค้งไม่สม่ำเสมอ ขึ้นอยู่กับมวลในแต่ละตำแหน่งของจักรวาล ซึ่งจะฉุดให้กาลเวลายืดหดไปด้วย แสงเดินทางเป็นเส้นตรงเมื่ออวกาศเป็นแผ่นระนาบ แต่ถ้าอวกาศโค้ง แสงก็จะเดินทางเป็นเส้นโค้งด้วย ดาวฤกษ์ที่มีมวลเท่าดวงอาทิตย์ทำให้อวกาศโค้งเพียงเล็กน้อย แต่ดาวนิวตรอนทำให้อวกาศโค้งมาก แสงที่เดินทางออกจากดาวนิวตรอนจึงเป็นเดินทางเป็นเส้นโค้ง (ภาพที่ 4 ข และ ค) และแสงที่เดินทางออกจากหลุมดำ จะตกกลับลงมาที่เดิม ไม่สามารถหลุดพ้นออกไปได้ เมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลตั้งต้นมากกว่า 18 เท่าของมวลดวงอาทิตย์หมดสิ้นอายุขัย แก่นของมันจะยุบตัวลงอย่างรวดเร็วและฉุดให้อวกาศโค้งไปด้วย ดังภาพที่ 5 กาลเวลาจะช้าลง นักวิทยาศาสตร์เรียกภาวะเช่นนี้ว่า “หลุมดำ” เพราะว่าหลุมดำไม่แผ่รังสีใดๆ ออกมา แม้ว่าหลุมดำจะไม่สามารถแผ่รังสีใดๆ ออกมา แต่นักดาราศาสตร์ทราบตำแหน่งของหลุมดำ ได้จากการสังเกตการแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของจานแก๊สรวมมวลรอบๆ หลุมดำ ยกตัวอย่างเช่น ระบบดาวคู่…