La teoría de la relatividad de Einstein realmente viene en dos.
El primero se publicó en 1905 y ahora se llama “La teoría de la relatividad especial”. En esta teoría, Einstein explica la invariancia de la velocidad de la luz (propagación de ondas electromagnéticas) medida por dos observadores que se mueven en dos marcos de referencia inerciales diferentes. El espacio y el tiempo están relacionados a través de la transformación de Lorentz. La simultaneidad absoluta se abandona. Sin embargo, el espacio y el tiempo siguen siendo dos conceptos cuya relación se entiende fácilmente sin recurrir a los vectores matemáticos de 4 dimensiones.
El segundo fue publicado en 1915 y ahora se llama “La teoría de la relatividad general”. En esta teoría, expresada de manera popular, Einstein explicó el principio de equivalencia de una manera matemática precisa. El principio de equivalencia afirma que las leyes de la física para dos observadores, una en caída libre y otra en un campo gravitatorio estacionario son covariantes entre sí. Indicado simplemente; no puede explicarse mediante ningún experimento si un observador está en “caída libre” o en un campo gravitacional. Matemáticamente afirma libremente que la “Geometría del espacio-tiempo” es proporcional a la masa y la energía. O, en otras palabras, la masa y la energía determinan la curvatura y la geometría del espacio-tiempo, mientras que la curvatura y la geometría del espacio-tiempo determinan el movimiento de la materia.
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La teoría general de la relatividad no puede explicarse y entenderse sin la construcción matemática de los 4 vectores y, por lo tanto, una conexión local de espacio y tiempo.
