狭义相对论改变了人们对时空观的认识，是一个革命性的突破。但是所讨论的各个参考系都只限于惯性系，它们彼此作匀速相对作用；另外，20世纪初人们只知道两种相互作用：引力和电磁作用，可是狭义相对论未能解决引力问题，万有引力定律无法纳入相对论，因此爱因斯坦并不甘心。科学灵感是一种超逻辑的科学思维，但是科学创新往往来自科学灵感。爱因斯坦日夜思考如何解决狭义相对论的不足。可是他说：“有一天，转机突然出现了。我坐在伯尔尼专利局的椅子上，突然想到，如果一个人自由下落，他会感觉不到他的体重。我很吃惊，这个简单的推理实验对我影响至深，竟把我引向了引力理论。我继续设想一个下落的人处于加速的情况。此时，他的感觉和判断都是在加速运动的参考系里发生的。我决定把相对论扩展到加速运动的参考系，我认为这样做可能同时解决引力问题。”基于等效原理，在非惯性系中引入引力场的概念，就有可能将狭义相对性原理推广到任意参考系。惯性质量和引力质量有关引力效应与加速度效应不可区分的一个理想实验非惯性系和惯性系爱因斯坦指出物体使周围空间、时间弯曲，在物体具有很大的相对质量（例如一颗恒星）时，这种弯曲可使从它旁边经过的任何其它事物，即使是光线，改变路径。按照广义相对论，在局部惯性系内，不存在引力；在任意参考系内，存在引力，引力引起时空弯曲，因而时空是弯曲的。爱因斯坦找到了物质分布影响时空几何的引力场方程。时间空间的弯曲结构决定物体的运动轨道。在引力不强、时间空间弯曲很小情况下，广义相对论的预言同牛顿万有引力定律和牛顿运动定律的预言趋于一致；而引力较强、时间空间弯曲较大情况下，两者有区别。广义相对论提出以来，预言了水星近日点反常进动、光频引力红移、光线引力偏折以及雷达回波延迟，都被天文观测或实验所证实。近年来，关于脉冲双星的观测也提供了有关广义相对论预言存在引力波的有力证据。1．水星近日点的进动爱因斯坦还计算出了最靠近太阳的行星——水星的椭圆轨道会发生进动。这是因为根据广义相对论，在太阳周围空间发生弯曲，使行星运动轨道进一步弯向太阳，于是不再是一个封闭的椭圆了。行星每转一圈又回到近日点时，近日点位置有一个移动，这现象称为行星近日点的进动。也得到了实验的证实，这是广义相对论得到证实的第一个实验。水星近日进动光的引力偏移谱线引力红移各类星体对比无线电波偏移对于时空观的认识