1920年，恒星的能量来源于核聚变被爱丁顿发现，使得人们对恒星的内部状态有了更清醒地认识，同时也为天体形成和演变的研究打开了一扇窗户。但在当时，这一理论并没有得到科学界的广泛接受，为此他还和詹姆士·金斯爵士开始近20年的持久的辩论。直到1939年美国天文学家汉斯·贝特计算出太阳的能源是氢原子经过四步核聚变反应形成氦才算结束。
作为一位相对论忠实地宣传者，爱丁顿在1919年写了“重力的相对理论报导”，第一次向英语世界介绍了爱因斯坦的广义相对论理论，因此他也获得了“第一个用英语宣讲相对论的科学家”的美樱后来著名的《空间、时间和引力：广义相对论进阶》、《质子和电子的相对论》等都出自爱丁顿之手。正像后人所说得那样，正是由于爱丁顿的介绍，爱因斯坦的广义相对论才得以传播到讲英语的国家之中。
此外，爱丁顿还写了大量的科普作品，他在1929年阐述的“无限猴子理论”，即“如果许多猴子任意敲打打字机键，最终可能会写出大英博物馆所有的书”。受到了读者的普遍欢迎和接受。
多年来，爱丁顿一直埋头钻研。19世纪20年代以后，致力于将量子理论、相对论和重力理论统一起来。到了晚年， “为了形成宇宙的自然和完美的特性”，他仍痴迷于这样一种深奥晦涩但又极富挑战性的理论，直至1944年在剑桥逝世。
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