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對論的一個非常重要的推論是質量和能量的關係。愛因斯坦關於光速對於任何人而言都應該顯得相同的假設，意味著沒有任何運動的比光還快。當人們應能量加速任何物體，無論是粒子或者空間飛船，實際上發生的是，它的質量增加，使得對她進一步加速更困難。要把一個粒子加速到光速要消耗無限大能量，因而是不可能的，正如愛因斯坦的著名公式總結的：E=mc^2，質量和能量是等效的。這也許是物理學中的唯一的婦孺皆知的公式。它的一項後果是意識到，如果鈾原子核裂變總質量稍小的兩個核，就會釋放巨大的能量。
1939年世界大戰迫在眉睫，眾多意識到這些含義的物理學家都說服愛因斯坦克服其和平主義原則，以他的權威給羅斯福總統寫一封信，要求美國開始核研究計劃。
這就導致了曼哈頓規劃並最終產生了於1945年在日本的廣島和長崎爆炸的原子彈。有人將原子彈歸咎於愛因斯坦發現了智慧關係；但是這和把飛機失實歸咎於牛頓發現了引力很類似。愛因斯坦本人沒有參與曼哈頓規劃，並且為投原子彈而感到震驚。
愛因斯坦1905年的開創性論文為他建立了科學聲望，但是直到1909年他回到蘇黎世，這一次是返回蘇黎世高工。儘管在歐洲的許多地方，甚至在大學中盛行反猶主義，他現在是學術界的巨星。維也納和烏特勒希特都邀他任教，但是他選擇了柏林的普魯士科學院的研究員職務，因為這樣他可以擺脫教學。1914年4月他遷往柏林，不久他的妻子和兩個兒子也來團聚。然而婚姻不諧已有時日，他的家庭不久返回蘇黎世。儘管他偶爾去看望他們，他和妻子最終還是離婚了。愛因斯坦後來娶了他住在柏林的表姐愛爾莎。在戰爭年代裡他過著獨身生活，避免了家事糾纏，也許是他在這一段期間科學上多產的一個原因。
雖然相對論和制約電磁學的定律配合的天衣無縫，它卻不能和牛頓的引力定律想協調。牛頓引力定律說，如果果人們在時間的區域改變物質分佈，引力場的改變在宇宙其他任何地方就會瞬間被察覺到。這不僅意味著人們可以傳送比光還快的訊號；為了知道這裡瞬刻的含義，它還需要存在絕對或普適的時間。這正式那種被相對論拋棄了的，並被個人時間所取代的時間。
1907年當愛因斯坦還在伯爾尼的專利局工作時，他就知道了這個困難，但是直到1911年他在布拉格時才開始認真地思考這個問題。他意識到在加速度和引力場之間存在一個緊密的關係。待在一個封閉的盒子裡，譬如升降機中的某人不能將盒子靜止地處於地球引力場中和盒子在自由空間中被火箭加速這兩種情形區別開來。
如果地球是平坦的，人們既可以說服蘋果因為引力而落到牛頓頭上，也可以等效地說因為牛頓和地球被往上加速。然而，對於球形地球加速度和引力之間的不等效似乎不成立，世界相反兩邊的人要停留在固定的相互距離上就必須在反方向上被加速。
在愛因斯坦1921年回蘇黎世時，他靈感奔湧，意識到如果時空幾何是彎曲的，而不是想迄今所假定的那樣平坦，則等效成立。他的思想是質量和能量以一種還未被確定的方式將時空彎曲。諸如蘋果或者行星的物體在透過時空的企圖沿著直線運動，但是因為時空是彎曲的，所以他們的軌道顯得被引力場所彎折。
愛因斯坦藉助於他的朋友瑪索爾？格羅斯曼通曉了彎曲時空和麵的理論。在此之前喬治？弗里德里希？黎曼把這種理論發展成一種抽象的數學；黎曼從未想到它和實在世界有何相干。1913年愛因斯坦和格羅斯曼合寫了一篇論文，他們在論文中提出了這樣的思想，我們認為是引力的只不過是時空為彎曲的這一事實的表現。然而，由於愛因斯坦的一個錯誤，他們未能找到將時空曲率和處於其中的質量和能量相聯絡的方程。愛因斯坦在柏林繼續研究這個問題。他不受家事的煩擾，而且不受戰爭影響，終於在1915年11月找到了正確的方程。1915年夏天，當他訪問哥廷大學時曾經和數學家大衛？希爾伯特討論過他的思想，希爾伯特甚至比愛因斯坦還早幾天獨立找到了同一方程。儘管如此，新理論的成功應歸功於愛因斯坦：把引力和時空彎曲聯絡起來正是愛因斯坦的思想。這個時期的德國作為文明國家是值得讚揚的，甚至在戰時科學討論和交流仍然可以不收干擾的進行。這和20年後的納粹時期相比真是天壤之別。
彎曲時空的理論被稱為廣義相對論，以和原先沒有引力的理論相區別，後者現在被認為狹義相對論。1919年當英國赴西非的探險隊在日食觀察到光線透過太
