Ved begyndelsen af det 20. århundrede, modsatte nye opdagelser om lysets natur gamle modeller, hvilket skabte kontrovers blandt fysikere. I løbet af de tumultende år udviklede forskere som Max Planck og Albert Einstein en moderne teori om lys. Det viste ikke kun, at lys opfører sig som både en bølge og en partikel, men førte også til nye måder at tænke på hele universet.
Ifølge den moderne teori har lys en dobbelt karakter. Fordi det har bølger, gør sollys, der passerer gennem en fjern regnvejr, en regnbue. Men når lys rammer en solcelle, leverer det energi som en række meget små bursts. Partikler af stof har navne som proton, elektron og neutron. Lyspartikler kaldes fotoner; hver er et lille, diskret bundt, hvis energi bestemmes af lysbølgelængden: jo kortere bølgelængde, jo større energi.
I 1905 opdagede Albert Einstein, at lys er grundlæggende for universets struktur og forbinder det med rum, tid, energi og stof. Selvom du ikke oplever det direkte i hverdagen, trækker objekter sig sammen og bliver tungere, når de bevæger sig nær lysets hastighed. Også for meget hurtige objekter bremses tiden for dem sammenlignet med resten af universet. Og med sit berømte ækvivalensprincip, E = mc kvadreret, viste Einstein, at alle objekter indeholder enorm energi; for at finde mængden af energi multiplicerer du et objekts masse med lysets hastighed i kvadrat.