简单和对称
当作者试图用推理实验和图片来进行解释时，毫无疑问广义相对论提供了一套优美的概念框架，但事实是这样做需要使用最难的数学来描述宇宙。其复杂性，通过对比爱因斯坦的理论和牛顿的理论即可见一斑。
在牛顿的运动学理论中只需要解一个基本的数学方程。这就是F=ma，它将物体受到的力F与该物体的加速度a联系在一起。这似乎十分简单，但在实际中用这种方法来描述引力就可能会非常复杂。原因是宇宙中的所有物质之间都存在引力。将这个思想应用到两个相互作用的物体的运动上是相对简单的，例如太阳和地球，但当增加物体时，情况就变得非常棘手。的确，尽管牛顿理论对两个在轨道上运行的物体有严格的数学解，但是针对这种复杂情况还没有一般解，即使仅是三个物体之间也没有。将牛顿的理论运用到众多引力物体组成的系统是比较困难的，并且一般需要超级计算机来进行描述。只有当系统具有某种简化对称性，如球体的对称性，或者系统的所有组成部分均匀分布时才有例外。
现实情况下，运用牛顿理论已是相当困难，相比之下爱因斯坦理论的运用则棘手至极。首先，牛顿只使用一个方程，而爱因斯坦的方程超过10个，且必须同时得到解。而每一个单独的方程也比牛顿的简单的反平方律方程复杂得多。由于方程E=mc2给出质量和能量的等价性，所有能量形式都受引力作用。一个物体产生的引力场本身就是一种能量形式，它也受到引力作用。这种鸡生蛋问题被物理学家称为“非线性”，在解这些方程时会出现难以解决的数学复杂性。这是广义相对论的情况。爱因斯坦方程的准确数学解是非常稀少的。即使是特殊的对称性，该理论对数学家和计算机的计算能力等也是巨大的挑战。
爱因斯坦知道他的方程是难解的，除非他假设宇宙具有某种简化对称性或均匀性，研究才能取得更大的进展。在1915年人类对于宇宙物质分布还知之甚少。许多天文学家觉得银河是一个“宇宙岛”；另一些人相信银河是众多基本均匀分布于整个空间的天体之一。后面一种可能性更加吸引爱因斯坦。银河是一个由气体、尘埃和恒星组成的丑陋的混合体，如果它是整个宇宙，描述它将非常困难。第二种观点相对好一些，因为它可粗略地对银河系进行这样的描述：银河与其他系属于均匀分布的物质中的细微部分。爱因斯坦选择大尺度均匀性还有哲学原因，来自被称为马赫原理的思想。如果宇宙各处相同，他就可以把他的宇宙学理论建立在一个坚实的基础上，也就是利用物质分布定义一个特殊参考系来帮助他处理引力效应。
在继续研究缺乏观测证据的情况下，爱因斯坦决定他必须通过均匀化（各个地方都相同）来简化他所描述的宇宙，至少在比观测到的团块天体（星系）大得多的尺度上需要这样做。他也假设宇宙是各向同性的（各个方向样子相同）。这两个假设在一起构成了宇宙学原理。
