Geodésicas
La teoría de la relatividad formulada por Einstein a principios del siglo XX constituye uno de los pilares de la cosmología moderna. La relatividad se compone de relatividad especial y general.
Relatividad especial
Trata de marcos inerciales y velocidades cercanas a la de la luz. Hay dos consecuencias, la contracción de la longitud y la dilatación del tiempo. El espacio y el tiempo no son absolutos: crea el concepto de espacio-tiempo con coordenadas (x,y,z,t).
Relatividad general
Trata de marcos acelerados. Es una teoría de la gravedad y es fundamental en la cosmología, pues la gravedad es la fuerza dominante a escalas cosmológicas. Creada de la equivalencia entre la masa y la energía, asocia la presencia de masa o energía en un espacio-tiempo curvado. En un gráfico reducido a dos dimensiones con una masa, el espacio-tiempo se podría asemejar a una sábana con una bola de masa hundiéndola: más profundidad a más masa. Una partícula moviéndose en un espacio-tiempo curvado sigue una trayectoria curvada hacia la masa. 
Una geodésica, en el contexto relativista, sería el camino de una partícula en un espacio-tiempo curvo. La geodésica es el camino más corto entre dos puntos en el espacio-tiempo.