Al alba del siglo XX, la física parecía estar completa de forma impresionante, pero una línea de fractura la atravesaba de lleno. De un lado, se encontraba la mecánica newtoniana, basada en el espacio absoluto, el tiempo absoluto y la regla simple de que las velocidades se suman. Del otro, la electrodinámica de Maxwell, cuyas ecuaciones de campo predecían que las ondas electromagnéticas se propagan en el vacío con una velocidad fija c, independiente del movimiento de la fuente. Ambas imágenes no podían ser correctas al mismo tiempo, pero en 1900 la mayoría de los físicos seguía confiando en que podrían reconciliarse sin alterar los cimientos establecidos por Newton y Galileo. Esa confianza se apoyaba en el concepto de éter: un medio que se pensaba transportaba la luz de la misma forma que el aire transporta el sonido.

Detectar el movimiento a través del éter se convirtió en un objetivo experimental central. El intento más famoso fue el del interferómetro de Michelson y Morley en 1887. No observaron nada. Ese resultado nulo no fue el primer experimento fallido para detectar el éter, pero sí el más preciso.

Para salvar la idea del éter, los teóricos introdujeron nuevas hipótesis. En 1889, el físico irlandés George Francis FitzGerald sugirió que los cuerpos materiales se contraen en la dirección del movimiento; el físico neerlandés Hendrik Lorentz desarrolló esta idea cuantitativamente en 1892 y de nuevo en 1904. Las matemáticas de Lorentz, que luego se llamarían transformaciones de Lorentz, preservaban las ecuaciones de Maxwell, pero seguían tratando las coordenadas transformadas como simples artificios contables: detrás de ellas permanecían un tiempo absoluto inalterado y un éter invisible.

Henri Poincaré también exploraba esa misma tensión. En su obra Science et Hypothèse de 1902 y especialmente en una famosa conferencia en Saint Louis en 1904, elevó lo que llamó el principio de relatividad al rango casi de axioma: las leyes de la física podrían ser exactamente las mismas para cualquier observador en movimiento uniforme. Poincaré reconoció que las transformaciones de Lorentz formaban un grupo matemático, refinó su estructura y señaló que todos los experimentos relacionados con el éter podían explicarse si este fuera, en principio, indetectable. Sin embargo, incluso él mantuvo el éter como un constructo conveniente en segundo plano; estaba demasiado entretejido en la física del siglo XIX como para descartarlo por completo.

Ese era el ambiente científico preciso en el que Einstein, trabajando por las noches en la Oficina de Patentes de Berna, comenzó a preguntarse si las contradicciones no surgían de experimentos fallidos, sino de las propias suposiciones sobre el espacio y el tiempo que Newton había formulado y que todos habían aceptado desde entonces. Su artículo de 1905 demostraría que, al abandonar la simultaneidad absoluta y tratar la velocidad de la luz como una constante universal para todos los observadores inerciales, era posible mantener intacta la teoría de Maxwell, prescindir por completo del éter y derivar las transformaciones de Lorentz, ahora con un significado físico claro, en lugar de imponerlas como una solución de emergencia.