弯曲的时空而且几何万有引力
爱因斯坦观点的独特之处在于重力是它的几何性质。（另请参阅几何:真实的世界)。而牛顿认为重力是力爱因斯坦证明了引力源于时空的形状。虽然这很难想象，但有一个类比这提供了一些见解，尽管它只是一个指南，而不是理论的确定声明。
这个类比首先把时空看作是一块可以变形的橡胶板。在任何远离大质量宇宙物体(如恒星)的区域，时空是不弯曲的——也就是说，橡胶片是绝对平坦的。如果有人想探测那个区域的时空通过发射一束光或者是一个测试物体，光线和物体都将以完美的直线传播，就像孩子的弹珠在橡胶板上滚动一样。
然而，一个巨大物体的存在弯曲了时空，就好像一个保龄球被放在橡胶板上，形成了一个杯状的凹陷。在这个类比中，放置在洼地附近的一个弹珠，就像被一个力拉着一样，沿着斜坡滚向保龄球。此外，如果向侧面推弹珠，它会在保龄球周围描绘出一个轨道，就好像一个稳定的朝着球的拉力将弹珠摆动到一个封闭的路径上。
这样，曲率的时空明星定义最短自然路径，或测地线——就像地球上两点之间的最短路径不是一条直线，它不能在曲面上构造，而是一个弧线大圆路线．在爱因斯坦的理论中，时空测地线定义了偏转光和行星轨道的关系。作为美国理论物理学家约翰-惠勒换句话说，物质告诉时空如何弯曲，时空告诉物质如何移动。
广义相对论的数学
橡胶片的类比有助于时空的可视化，但爱因斯坦自己发展了一个完整的定量理论，通过高度抽象的数学来描述时空。广义相对论是用一套相互关联的微分方程它们定义了时空的形状如何取决于该区域的物质(或能量)的数量。这些所谓的解决方案场方程可以给出不同物理情况的答案，包括个体和整体的行为宇宙．
宇宙的解决方案
爱因斯坦立刻明白场方程可以描述整个宇宙。1917年，他修改了原来的方程，加入了他所谓的“宇宙学项”。这代表了一种使宇宙膨胀的力，从而抵消了使宇宙收缩的引力。结果是一个静态的宇宙，符合当时最好的知识。
然而在1922年，这位苏联数学家亚历山大·亚历山大·罗维奇·弗里德曼表明场方程预测了a动态宇宙，要么永远膨胀，要么经历交替膨胀和收缩的周期。爱因斯坦同意了这个结果，并放弃了他的宇宙学术语。晚些时候工作他是美国天文学家的先驱埃德温·哈勃和发展大爆炸模型，证实并放大了一个概念膨胀的宇宙．
黑洞
1916年，这位德国天文学家卡尔·史瓦西用场方程来计算一个单一球体的引力效应，比如恒星。如果质量不是很大，也不是高度集中，计算结果将与牛顿引力理论给出的结果相同。因此，牛顿的理论是正确的;相反,它构成一个有效的近似广义相对论在一定条件下。
史瓦西还描述了一种新的效应。如果质量集中在一个极小的体积中奇点-重力会变得非常强，以至于任何被拉到周围区域的东西都无法离开。甚至光也无法逃脱。在橡胶片的类比中，就好像一个巨大的物体创造了一个如此陡峭的凹陷，任何东西都无法逃脱。认识到这种严重的时空扭曲是看不见的——因为它会吸收光而不发射任何光——它被命名为a黑洞．
在数量方面，史瓦西的结果定义了一个球体的中心在奇点它的半径取决于封闭质量的密度。球体内的事件永远与宇宙的其余部分隔离;出于这个原因，史瓦西半径叫做视界．
黑洞而且虫洞
任何人类技术都无法将物质压缩到足以制造黑洞但它们发生在恒星生命周期的最后一步。数百万年或数十亿年之后，一颗恒星耗尽了所有的氢和其他能产生物质的元素能源通过核聚变．随着核熔炉的倾斜，恒星不再保持内部压力来膨胀，引力就不受阻碍地向内拉并压缩恒星。对于超过一定质量的恒星，这种引力坍缩将产生一个包含数倍于恒星质量的黑洞太阳．在其他情况下，巨大尘埃云的引力坍缩可以产生超大质量黑洞，其中包含数百万或数十亿个太阳质量。
天体物理学家发现了很多宇宙在一个小体积内包含如此密集的物质的物体。这些黑洞包括一个在中心银河系(射手座A*)和某些双星发射x射线当它们相互环绕时。其中一个位于M87星系中心的星系甚至被直接拍摄到了。
黑洞理论导致了另一种被预测的实体，a虫洞．这是场方程的解，类似于两个黑洞或时空中其他点之间的隧道。这样的隧道将在它的端点之间提供一条捷径。打个比方，假设一只蚂蚁从一个点走过一张白纸一个对点B．如果纸在第三个角弯曲维，所以一个而且B重叠，蚂蚁可以直接从一个点走到另一个点，从而避免长途跋涉。
星与星之间的巨大距离可能会短路，这使得虫洞对空间旅行。因为虫洞连接了时间上的时刻和空间中的位置，也有人认为虫洞可以让人穿越到过去。然而，虫洞本质上是不稳定的。虽然已经提出了奇异的稳定方案，但目前还没有证据表明这些方案可行，也没有证据表明虫洞确实存在。