Na virada do século 20, novas descobertas sobre a natureza da luz contradizem modelos antigos, criando polêmica entre os físicos. Durante esses anos tumultuados, cientistas como Max Planck e Albert Einstein desenvolveram uma teoria moderna da luz. Não apenas mostrou que a luz se comporta tanto como onda quanto como partícula, mas também levou a novas formas de pensar sobre todo o Universo.
De acordo com a teoria moderna, a luz tem uma natureza dupla. Por ter ondas, a luz do sol que passa por uma tempestade distante forma um arco-íris. No entanto, quando a luz atinge uma célula solar, ela fornece energia como uma série de pequenas explosões. As partículas da matéria têm nomes como próton, elétron e nêutron. As partículas de luz são chamadas de fótons; cada um é um feixe minúsculo e discreto, cuja energia é determinada pelo comprimento de onda da luz: quanto menor o comprimento de onda, maior a energia.
Em 1905, Albert Einstein descobriu que a luz é fundamental para a estrutura do Universo, conectando-o ao espaço, tempo, energia e matéria. Embora você não experimente isso diretamente na vida cotidiana, os objetos se contraem e ficam mais pesados à medida que se movem perto da velocidade da luz. Além disso, para objetos muito rápidos, o tempo fica mais lento para eles em comparação com o resto do Universo. E com seu famoso Princípio de Equivalência, E = mc ao quadrado, Einstein mostrou que todos os objetos contêm uma energia enorme; para encontrar a quantidade de energia, você multiplica a massa de um objeto pela velocidade da luz, ao quadrado.
