La mecánica de Newton se aplicó con gran éxito a una gran variedad de problemas y durante mucho tiempo no importó demasiado que en el mundo real no se puedan identificar verdaderos SRI. Los resultados aproximados que obtienen las leyes de Newton se pueden corregir una vez se adopta otro SR exterior más próximo a un SRI y también es posible introducir falsas fuerzas de inercia cuando trabajamos en SR acelerados. Por todo ello, después del establecimiento de la mecánica de Newton, el problema de los SR permaneció latente durante siglos.

A principios del siglo XX se produjo la segunda gran revolución en la historia de la física, iniciada por el advenimiento de la teoría de la relatividad de Einstein (1879-1955). El problema de los SR se hizo explícito a los ojos de la comunidad científica y emergió una nueva teoría que puso el énfasis en conseguir que, no solo las leyes de la mecánica, sino las de toda la física, se puedan aplicar, sin ser modificadas, en cualquier SRI. Esto es lo que afirma un postulado fundamental de la teoría de la relatividad especial de Einstein, llamado principio de relatividad:

Este principio de  relatividad einsteniano trajo un gran avance a la física y, en concreto, al problema de los SR. La teoría de la relatividad especial se fundamenta en este principio y ha supuesto uno de los mayores logros científicos de la Historia. Sin embargo, tanto la teoría de la relatividad especial, como antes la mecánica de Newton, tienen un problema: se han de aplicar en SRI y en el mundo real no es posible encontrar verdaderos SRI. Albert Einstein no quedó contento con esta dificultad de su primera teoría relativista y dedicó 10 años de duro trabajo a elaborar una nueva teoría de relatividad: La Relatividad General. Como preámbulo a la teoría de relatividad general, Einstein formuló el llamado principio de equivalencia, del que se deriva la siguiente afirmación:

Un SR ligado a un objeto que cae libremente en un campo gravitatorio (es decir, con aceleración a=g) es localmente equivalente a un verdadero SRI. Los experimentos que se realicen dentro de ese SR equivalente darán resultados idénticos a los que se obtendrían en un SRI.

No faltan hoy experiencias que muestran el comportamiento de objetos en ascensores que caen. Cualquier nave tripulada que describe una órbita estable alrededor de la Tierra está “cayendo” continuamente con una aceleración centrípeta igual a la aceleración de la gravedad en ese punto. Dentro de la nave que cae, también caen con la misma aceleración los astronautas y todos los objetos. Por esta razón, cuando colocamos allí una cámara (que también cae igual), todos parecen flotar. Las sensaciones que tienen los astronautas son similares a las que tendrían en un verdadero SRI en ausencia de gravedad. Abusando del lenguaje se dice coloquialmente que los astronautas en estas condiciones están en estado de “ingravidez”, aunque lo cierto es que a la altura a la que suelen orbitar estas naves, el valor del campo gravitatorio es sólo un poco inferior al existente en la superficie terrestre.

La Agencia Espacial Europea, ESA (European Space Agency), organiza en Burdeos los llamados vuelos parabólicos (Zero g) en los que durante unos 20 segundos se pueden realizar experimentos en esta situación de aparente ausencia de gravedad. Uno de los viajeros más ilustres de estos viajes fue el físico Stephen Hawking a quien pudimos ver en sesiones preparatorias disfrutar de las sensaciones.

La invención de Einstein del concepto de SR equivalentes a verdaderos SRI dio a la Física uno de los mayores impulsos que ha tenido a lo largo de la historia. La teoría actual (la Relatividad General) se basa en poder aplica las leyes de la relatividad especial en los SR equivalentes y después trasladar la descripción de los movimientos a SR no inerciales que se pueden adoptar en el mundo real, por ejemplo, con origen en un determinado punto de la superficie terrestre. Ésta es la mejor solución actual al problema de los sistemas de referencia.