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Les notions d'espace et de temps, ainsi que les lois de la dynamique et de la gravitation qu'Isaac Newton nous a léguées restent le socle de l'enseignement de la physique. En 1905, Albert Einstein proposa une nouvelle représentation de l'espace-temps, la Relativité restreinte, qui est le cadre géométrique où formuler les théories des champs, en particulier l'électromagnétisme. En 1915, il proposa une nouvelle description de la gravitation, la Relativité générale, où la structure de l'espace et du temps dépend de la matière présente dans l'Univers.
L'ouvrage présente, en trois livres, ces représentations de l'espace et du temps, leurs domaines de validité et la manière dont elles s'articulent.