Na prelomu 20. stoletja so nova odkritja o naravi svetlobe nasprotovala starim modelom in povzročila polemiko med fiziki. V teh burnih letih so znanstveniki, kot sta Max Planck in Albert Einstein, razvili sodobno teorijo svetlobe. To ni samo pokazalo, da se svetloba obnaša kot val in kot delci, ampak je privedlo tudi do novih načinov razmišljanja o celotnem vesolju.
Po sodobni teoriji ima svetloba dvojno naravo. Ker ima valove, sončna svetloba, ki prehaja skozi oddaljeno deževno nevihto, naredi mavrico. Ko pa svetloba udari v sončno celico, ta oddaja energijo v seriji zelo majhnih izbruhov. Delci snovi imajo imena, kot so proton, elektron in nevtron. Delci svetlobe se imenujejo fotoni; vsak je majhen, ločen snop, katerega energijo določa svetlobna valovna dolžina: krajša je valovna dolžina, večja je energija.
Leta 1905 je Albert Einstein odkril, da je svetloba bistvena za zgradbo vesolja in jo povezuje s prostorom, časom, energijo in snovjo. Čeprav tega ne doživite neposredno v vsakdanjem življenju, se predmeti krčijo in postanejo težji, ko se približujejo svetlobni hitrosti. Tudi pri zelo hitrih predmetih se čas upočasni zanje v primerjavi s preostalim vesoljem. In s svojim slavnim načelom enakovrednosti, E = mc na kvadrat, je Einstein pokazal, da vsi predmeti vsebujejo ogromno energije; da bi našli količino energije, maso predmeta pomnožite s svetlobno hitrostjo na kvadrat.