Dans ce module, les apprenants déduiront le phénomène de contraction de longueur et expliqueront en quoi les mesures de distance dépendent du mouvement de l’observateur. Les apprenants analyseront la relativité de la simultanéité et utiliseront des diagrammes d'espace-temps pour raisonner sur la « même heure », l'ordre causal et les paradoxes courants de la relativité. À la fin de ce module, les apprenants seront capables d'utiliser les transformations de Lorentz pour convertir les coordonnées d'événements entre référentiels inertiels et de déterminer comment les mesures du temps, de la position et de la vitesse varient d'un observateur à l'autre.

Dans ce module, les apprenants interpréteront la relativité restreinte à travers la géométrie de l'espace-temps en utilisant l'intervalle invariant pour identifier ce sur quoi tous les observateurs inertiels s'accordent. Les apprenants expliqueront pourquoi les définitions classiques de la quantité de mouvement et de l'énergie ne s'appliquent plus à grande vitesse et appliqueront des expressions relativistes pour résoudre des problèmes de conservation. À la fin de ce module, les apprenants seront capables de relier la dynamique relativiste à la structure de l'espace-temps et de calculer la quantité de mouvement et l'énergie relativistes dans des applications élémentaires.

Dans ce module, les apprenants expliqueront que la gravité résulte de la courbure de l'espace-temps et utiliseront le principe d'équivalence pour établir un lien entre les effets gravitationnels, l'accélération et la chute libre. Les apprenants déduiront et interpréteront la dilatation du temps gravitationnelle et prédiront des phénomènes tels que la déviation de la lumière et l'effet de lentille gravitationnelle. À la fin de ce module, les apprenants seront capables d'expliquer comment la relativité générale conduit à l'existence des trous noirs et des ondes gravitationnelles, et de décrire les signatures observationnelles de ces effets.

Dans ce module, les apprenants appliqueront des hypothèses fondamentales relatives à la gravité et à la symétrie pour modéliser un univers en expansion et établiront un lien entre les observations et l’expansion cosmique à l’aide de la loi de Hubble. Les apprenants détermineront comment la composition de l'univers évolue au fil du temps et établiront un lien entre l'histoire thermique de l'univers et les processus physiques clés à différentes températures. À la fin de ce module, les apprenants seront capables d'utiliser des équations cosmologiques simples pour raisonner sur l'évolution de l'univers et expliquer pourquoi l'inflation résout le problème de l'horizon.