早在大多數物理學家們能透徹地理解愛因斯坦理論之前，愛因斯坦本人就清楚地認識到，他的理論還不足以對宇宙整體做出準確的表述。
十九世紀時，關於宇宙形態的普遍理解是，宇宙中除了像銀河係一樣的大團物質之外，其餘都是向無限遠處延伸的“空曠”空間。但在十九世紀末，已經有很多科學家對這一觀點抱有懷疑。若宇宙真是如此，那麽星星會像蒸氣一樣擴散到周圍空曠的空間中去。在無限的時間和空間下，最終整個宇宙將會歸於虛空。
從愛因斯坦理論的角度出發，用這種孤島模型來模擬宇宙還有其他的困難。由於等效性原理，引力質量和慣性質量是等價的。我們記得是恩斯特·馬赫首次指出，牛頓力學定義的慣性運動——空曠空間中的直線運動——不會受到其他質量存在的影響，這是牛頓體係的缺點之一。而馬赫提出，物體的慣性不是物體自身的屬性，而是宇宙中其他物質作用的結果，物體的運動其實是相對宇宙中固定星空的運動。在考慮到引力場及質量的分布對慣性效應的決定性影響時，愛因斯坦將上述觀念作為“馬赫原理”引入自己的理論中。如果物質體在空曠的宇宙中形成了一座孤島，那麽隻有一小部分空間被“彎曲”。彎曲的區域將會被無限的“平直”空間所包圍。在這些平直的空間中，物體將不會受到任何力的作用，因此根據牛頓慣性定律將會做直線運動。然而物體的慣性力也不會受到任何質量分布的影響，這與馬赫的觀念不一致。因此，彎曲空間在無限的平直空間中形成封閉孤島的模型與馬赫原理矛盾。
第二種對宇宙的認知不同於孤島模型，其主張質量或多或少充滿了整個宇宙。然而，如果我們考慮到這些物質之間的相互作用符合牛頓定律，那麽就會遇到另一個問題。對於非常遙遠的物質，它的作用力是很小的。但是由於宇宙有無限的空間，無限遠處的物質總量是無窮大的，因此也會施加無限強的作用力。而觀測數據證明宇宙中的星星似乎並沒有被這種巨大的作用力影響，否則它們將會在力的作用下達到非常高的運動速度；而事實上，所有天體的速度都遠小於光速。