I 1905, i en alder av 26 år, fortalte Einstein oss noe utrolig - at vi hadde tatt fullstendig feil om hvordan universet fungerer. Einstein byttet ut Newtons og Galileos lover med sin spesielle relativitetsteori, som sier hvordan rom og tid egentlig henger sammen. Den spesielle relativitetsteorien er kombinasjonen av to ideer og deres tilsynelatende merkelig konsekvenser. Fysikklovene er de samme uansett hvor du er. Dette betyr at et eksperiment som man utfører på et tog i bevegelse vil gi samme resultat som i en lab. Dessuten, hvis det ikke var noen vinduer på toget og det beveget seg med konstant hastighet, finnes det ikke noe eksperiment som kan avgjøre om toget virkelig beveger seg. Lyshastigheten er den samme for alle. At lyshastigheten er den samme uansett hvor man er, virker kanskje ikke så rart, men tenk på hvordan vi vanligvis opplever fart. En ball som kastes inni et tog i bevegelse, vil ha større fart enn en ball som kastes med samme kraft av noen som står på en perrong. Dette er fordi farten til toget legges til farten til ballen for å få den totale farten. Men dette er ikke tilfellet for lys. Hvis du måler lyshastigheten fra fakler på et tog i bevegelse og fra en stasjonær plattform, vil du få samme fart - farten til toget betyr ikke noe. Når du måler lyshastigheten, har det ingen betydning om du er i bevegelse eller står i ro, eller om lyskilden beveger seg - hastigheten er alltid den samme: 300 000 000 meter pr. sekund.
Den eneste måten fysikklovene og lyshastigheten alltid kan være de samme, er om noe annet endrer seg. Den spesielle relativitetsteorien viser at måling av avstand og tid avhenger av hvor fort man beveger seg - et resultat som bryter med vår dagligdagse erfaring. Hvis du målte lengden av en baguette og tiden det tok å spise den, ville det ikke betydd noe om du var på et tog i bevegelse eller sto på en perrong, men det er bare fordi farten til toget er så liten. Når farten øker opp mot lyshastigheten, vil de såkalte relativistiske effektene av tidsdilatasjon (klokker går saktere) og lengdekontraksjon (objekter blir kortere) bli mer og mer tydelige.
En reiser i verdensrommet gir oss et eksempel på effektene av tidsdilatasjon. To 25 år gamle tvillinger, Sarah og Jane, har helt forskjellige karrierer. Sarah er astronaut og Jane er advokat. Sarah drar tur, retur til en nærliggende stjerne, med en hastighet som er nær lyshastigheten. Jane blir på jorda og går i rettssalen hver dag. Når Sarah tilslutt kommer tilbake, er ikke Jane fornøyd. Både klokka og utseendet til Jane viser at det har gått 10 år, mens for Sarah har det bare gått 8 år. Og det er ikke bare avstand og tid som endres. Den spesielle relativitetsteorien sier også at når et objekt beveger seg fortere, vil også massen øke. Når massen øker, vil det kreve mer og mer energi for å øke farten ytterligere. Til slutt, når hastigheten nærmere seg lyshastigheten, vil objektet være så massivt at det, uansett mengde energi, ikke vil gå fortere. Dette betyr at lyshastigheten er en universell fartsgrense som ingenting med masse kan bryte.
Den mest berømte delen av relativitetsteorien er ligningen E=mc2, der E er energi, m er masse og c er lyshastigheten. Denne ligningen stammer, delvis, fra sammenhengen mellom energi og bevegelsesmengde som Einsten utviklet for å sørge for at lyshastigheten var den samme for alle, uansett hva de gjorde. Ligningen forteller oss at energi kan omformes til masse og motsatt - de er altså ekvivalente.
E=mc2 har blitt et symbol på hele Einsteins arbeid, men den spesielle relativitetsteorien med rom, tid og masse som endrer seg, er bare en del av et større bilde. 10 år senere produserte Einstein sin generelle relativitetsteori, der han også inkluderte gravitasjon i sitt syn på rom og tid. Det er ikke overraskende at relativitetsteorien er vanskelig å forstå og til og med tro på - den bryter jo med alle våre dagligdagse erfaringer. Relativitetsteorien har imidlertid overlevd utallige tester siden den gang, og uansett om vi liker det eller ikke, så er faktisk universet så merkelig.