В началото на 20 век новите открития за природата на светлината противоречат на старите модели, създавайки противоречия сред физиците. През тези бурни години учени като Макс Планк и Алберт Айнщайн разработиха съвременна теория за светлината. Това не само показа, че светлината се държи едновременно като вълна и като частица, но също така доведе до нови начини на мислене за цялата Вселена.
Според съвременната теория светлината има двойствена природа. Тъй като има вълни, слънчевата светлина, преминаваща през далечна дъждовна буря, прави дъга. Когато обаче светлината удари слънчева клетка, тя доставя енергия като поредица от много малки изблици. Частиците на материята имат имена като протон, електрон и неутрон. Частиците светлина се наричат фотони; всеки е малък, дискретен сноп, чиято енергия се определя от дължината на светлинната вълна: колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-голяма е енергията.
През 1905 г. Алберт Айнщайн открива, че светлината е от основно значение за структурата на Вселената, свързвайки я с пространството, времето, енергията и материята. Въпреки че не го изпитвате директно в ежедневието, предметите се свиват и стават по-тежки, докато се движат близо до скоростта на светлината. Също така, за много бързи обекти, времето се забавя за тях в сравнение с останалата част от Вселената. И със своя известен Принцип на еквивалентност, E = mc на квадрат, Айнщайн показа, че всички обекти съдържат огромна енергия; за да намерите количеството енергия, умножавате масата на обекта по скоростта на светлината на квадрат.