Um die Jahrhundertwende widersprachen neue Entdeckungen über die Natur des Lichts alten Modellen und sorgten für Kontroversen unter Physikern. In diesen turbulenten Jahren entwickelten Wissenschaftler wie Max Planck und Albert Einstein eine moderne Lichttheorie. Es zeigte nicht nur, dass sich Licht sowohl als Welle als auch als Teilchen verhält, sondern führte auch zu neuen Denkweisen über das gesamte Universum.
Nach der modernen Theorie hat Licht eine duale Natur. Da es Wellen hat, bildet das Sonnenlicht, das durch einen fernen Regensturm fällt, einen Regenbogen. Wenn Licht jedoch auf eine Solarzelle trifft, liefert sie Energie in einer Reihe von sehr kleinen Stößen. Materieteilchen haben Namen wie Proton, Elektron und Neutron. Lichtteilchen werden Photonen genannt; jedes ist ein winziges, diskretes Bündel, dessen Energie durch die Lichtwellenlänge bestimmt wird: je kürzer die Wellenlänge, desto größer die Energie.
1905 entdeckte Albert Einstein, dass Licht grundlegend für die Struktur des Universums ist und es mit Raum, Zeit, Energie und Materie verbindet. Obwohl man es im Alltag nicht direkt erlebt, ziehen sich Gegenstände zusammen und werden schwerer, wenn sie sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Außerdem verlangsamt sich für sehr schnelle Objekte die Zeit im Vergleich zum Rest des Universums. Und mit seinem berühmten Äquivalenzprinzip E = mc zum Quadrat zeigte Einstein, dass alle Objekte enorme Energie enthalten; Um die Energiemenge zu ermitteln, multipliziert man die Masse eines Objekts mit der Lichtgeschwindigkeit zum Quadrat.