1. La teoría de la relatividad

 Albert Einstein presentó la primera versión de su teoría de la relatividad especial en 1905. La teoría de la relatividad especial se basa en dos ideas, la primera es que el espacio y el tiempo son magnitudes relativas, y que la luz se propaga en el vacío a una velocidad constante e independiente del estado en el que se encuentra el cuerpo que la emite. Esta carácterística de la luz nos conduce a conclusiones que se oponen al sentido común, aunque estas se puedan probar, por ejemplo, a grandes velocidades, la masa de un cuerpo aumenta, su tiempo se ralentizan o los objetos se acortan. En 1916 Einstein propuso su teoría de la relatividad general. Esta incluye a la anterior y se tiene en cuenta el campo gravitatorio como factor. Einstein afirma que el campo gravitatorio se considera como una deformación del espacio-tiempo que se vuelve curvo.

2. La mecánica cuántica

  El físico alemán Max Planckdescubríó que la materia no absorbe ni emite energía de forma continua, sino discontinua, en forma de paquetes denominados cuantos(de ahí el término cuántica). En estos, existen dos principios fundamentales en la física cuántica, El principio de complementariedad de Böhr, y El principio de incertidumbre de Heisenberg.

2.1. El principio de complementariedad de Böhr sostiene que tanto los objetos cuánticos, como los electrones o los fotones, unas veces actúan como ondas y otras como partículas, pero nunca lo hacen de las dos formas de manera simultánea. Según Böhr, los percibimos de un modo u otro dependiendo del método de medida que empleemos. Esto implica admitir que la observación física puede modificar lo observado. Un ejemplo de esto es el experimento de la doble rendija.
2.2. El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que no es posible conocer con precisión y de manera simultánea la posición y velocidad de una partícula subatómica.

3. La teoría del caos

La teoría del caos fue propuesta por el matemático estadounidense Edward Lorenz y sostiene que una pequeña variación en las condiciones iniciales de cualquier sistema físico puede ocasionar enormes e impredecibles diferencias en el resultado que pueda producir ese sistema. Esto se conoce como efecto mariposa. Una consecuencia de ello es que nuestras predicciones serán válidas sólo si se realizan a muy corto plazo. 

4. La física de Aristóteles. Aristóteles fue el primero el primero en dar una explicación global y sistemática del orden del universo. Aunque no estaba preocupado por explicar los hechos observables, sino por construir un modelo de universo en el que imperara el orden lógico. En el siglo II, Ptolomeo trató de relacionar la perfección lógica del modelo aristotélico con los hechos observables. Con este fin, desarrolló un modelo astronómico que incluía cálculos precisos de las posiciones y velocidades de los astros. El resultado de sus investigaciones quedó recogido en su libro «Almagesto». 4.1. El modelo del universo de Aristóteles tiene características. Es Finito: Para Aristóteles, infinito es sinónimo de imperfección. El cosmos es, por tanto, finito. Eterno: El cosmos no puede tener un origen temporal porque, entonces, habría surgido de la nada. Esto es, para Aristóteles, imposible. Pleno: No existe el vacío, pues el vacío es no-ser, y el no-ser, no es. Por tanto, el universo está lleno de materia. Geocéntrico y geoestático: en el centro del cosmos, inmóvil, se encuentra la Tierra. Alrededor de ella giran , engarzados en esferas circulares perfectas y en contacto unas con otras, todos los cuerpos celestes. Dotado de movimiento: Se trata de un universo dinámico. Dividido en dos regiones: El universo se divide en una regíón sublunar y otra supralunar. La primera abarca desde la Tierra hasta la esfera de la Luna. La segunda va desde la esfera de la Luna a la de las estrellas fijas.Los objetos que pueblan cada una de estas regiones se rigen por leyes diferentes y están compuestos de elementos también diferentes.

5. La visión moderna del universo

En el Siglo XVI Nícolás Copérnico propuso la sustitución del modelo geocéntrico por el heliocéntrico en su obra Sobre la revolución de los orbes celestes (1543). Las carácterísticas más destacadas del universo copernicano son las siguientes: El sol permanece estático y situado en el centro. Alrededor de él giran los planetas. El universo es finito. Las órbitas de los planetas son circulares. La Tierra experimenta tres movimientos: rotación alrededor de su eje, traslación alrededor del Sol y oscilación respecto del plano de la elíptica.
5.1. Johannes Kepler mejoró la propuesta de Copérnico y acabó con el llamado «hechizo de la circularidad» que establecía que los cuerpos celestes se movían de forma circular, pues éste era el movimiento perfecto. Kepler fue el primero en dar prioridad a la observación empírica sobre las ideas metafísicas, y en su primera ley, establece que los astros describen órbitas elípticas.
5.2. Galileo, por otra parte, no solo desarrolló el método científico basado en la experimentación y en la matematización; diseñó y perfecciónó el telescopio y elaboró argumentos que pusieron en evidencia los errores del modelo geocéntrico.
5.3. Isaac Newton, finalmente en 1687, con su publicación de “Principios Matemáticos de filosofía natural”, elaboró una teoría física que sustituyó definitivamente a la física aristotélica. Formuló las leyes de la dinámica y la ley de gravitación universal, que supuso un hito sin precedentes, pues permitíó unificar la mecánica terrestre y la celeste. Es decir, una ley gobernaba el movimiento de todos los cuerpos, terrestres o celestes. Newton defendíó un espacio y tiempo absolutos, que junto con su afirmación del carácter corpuscular de la luz será lo más cuestionado en el Siglo XX.