（三）广义相对论的描述
1912年爱因斯坦意识到如果真实几何中引入一些调整，重力与加速的等价关系就可以成立。爱因斯坦想象，如果三维空间加上第四维的时间所形成的空间－时间实体是弯曲的，那结果是怎样的呢？他的思想是，质量和能量将会造成时空的弯曲，这在某些方面或许已经被证明。像行星和苹果，物体将趋向直线运动，但是，他们的径迹看起来会被重力场弯曲，因为时空被重力场弯曲了。
1913年在他的朋友马歇尔·格卢斯曼的帮助下，爱因斯坦学习弯曲空间及表面的理论，即黎曼几何。这些抽象的理论，在玻恩哈德·黎曼将它们发展起来时，从未想到与真实世界会有联系。我们所认识的重力，只是时空是弯曲的事实的一种表述。
广义相对论提出了三个可检验的预言。第一个是水星的近日点的摄动，该现象指出，轨道上运动的行星在绕太阳运行时，每完成一个周期并非精确返回到空间的原来位置，而是稍稍有些前移。这一事实早在19世纪中叶就已发现，但经典的牛顿天体力学无法对摄动现象做出满意的解释。第二个预言是，光线在引力场中将发生偏转。按照这个说法，星光在经过太阳附近时，将受到太阳引力的影响而偏折。结果是恒星的机位会有一个变化。观测这一现象只有发生日全蚀时才能进行，否则太阳的强烈光线使地面上根本观测不到太阳附近的恒星光线（瑞士天文学家M．施瓦兹柴尔德对这个现象做了详细的定量描述）。第三个预言通常被称为谱线“红移”，即恒星辐射总是背离我们而去。
第一次世界大战刚一结束，英国天文学家爱丁顿立即在1919年组织了英国日蚀观测队，去检测星光经过日全蚀太阳时将发生偏转的预言。两支观测队分别出发，一个派往巴西的索布拉尔，另一个由爱丁顿率领来到西班牙所属圭那亚海岸附近的普林西比岛。观测结果与预言相符，立即震撼了全世界的科学家和公众。1968年，沙皮罗设计的广义相对论的第四个验证“雷达波传播中的时间延迟”取得成功。它证实了广义相对论的预言是正确的。这个预言是说，由于光线在引力场中一般沿典线传播与无引力场相比，其传播时间要慢。
除了以上的验证外，1978年泰勒等人通过对一颗射电脉冲双星轨道周期所作的多年观测，间接证实了引力波的存在。这也是对广义相对论的重要验证。
2004年4月，美国酝酿45年之久、耗资达7亿美元“引力探测器B”卫星成功发射，其使命是以前所未有的精度对爱因斯坦1916年提出的广义相对论中的两项重要预测进行验证，具体说就是时间和空间不仅会因地球等大质量物体的存在弯曲，而且大质量物体的旋转还会拖动周围时空结构而发生扭曲。这两项预测分别被称为“短程线效应”和“惯性系拖曳效应”。这是关系到整个宇宙学理论甚至全人类时空观念是否得经历一次根本性变革的非凡实验，结果如何，人们试目以待！