但是在广义相对论中,环境则完整分歧。这时,空间和时候变成为动力量:当物体活动,或者力感化时,它影响了空间和时候的曲率;反过来,时空的布局影响了物体活动和力感化的体例。空间和时候不但去影响、并且被产生在宇宙中的每一件事影响。正如人们没有空间和时候的观点不能议论宇宙的事件一样,一样地,在广义相对论中,在宇宙边界以外讲空间和时候也是没成心义的。
(这正如同看一架在非常多山的空中上空飞翔的飞机。固然它沿着三维空间的直线飞,它在二维的空中上的影子倒是沿着一条曲折的途径。)太阳的质量以如许的体例曲折时空,使得在四维的时空中地球固然沿着直线的途径,它却让我们看起来是沿着三维空间中的一个圆周轨道活动。究竟上,广义相对论和牛顿引力实际预言的行星轨道几近完整分歧。但是,对于水星,这颗离太阳比来,遭到引力效应最强,轨道被拉得相称长的行星,广义相对论预言其轨道椭圆的长轴应环绕着太阳以约莫每1万年1度的速率进动。固然这个效应如此藐小,但在1915年前即被重视到了,并被作为爱因斯坦实际的第一个考证。近年来,其他行星和牛顿实际预言的乃至更小的轨道偏差已被雷达测量到,并且发明和广义相对论的预言符合。
对于时空中的每一事件我们都能够做一个光锥(统统从该事件收回的光的能够途径的调集),因为在每一事件处在任一方向上的光的速率都是一样的,以是统统光锥都是全等的,并朝着同一方向。这实际又奉告我们,没有任何东西行进得比光更快。这意味着,通过空间和时候的任何物体的轨迹必须由一根线来表示,而这根线落在它上面的每一事件的光锥以内。狭义相对论非常胜利地解释了以下究竟:对统统察看者而言,光速都是一样的(正如迈克耳孙――莫雷尝试所揭示的那样),并胜利地描述了当物体以靠近于光速活动时会产生甚么。但是,它和牛顿引力实际不相调和。牛顿实际说,物体之间相互吸引,其吸引力依靠于它们之间的间隔。这意味着,如果我们挪动此中一个物体,另一物体所受的力就会当即窜改。或换言之,引力效应必须以无穷速率行进,而不像狭义相对论要求的那样,只能以即是或低于光速的速率行进。爱因斯坦在1908年至1914年之间停止了多次不胜利的尝试,诡计找到一个和狭义相对论调和的引力实际。1915年,他终究提出了明天我们称为广义相对论的实际。
一个事件是在特定时候和在空间中特定的一点产生的某件事。如许,人们能够用4个数或坐标来指定它。再说一遍,坐标系的挑选是肆意的;人们能够利用任何3个定义好的空间坐标和任何时候测度。在相对论中,在时候和空间坐标之间没有真正的不同,如同在任何两个空间坐标之间没有真正的不同一样。人们能够挑选一组新的坐标,比如说,第一个空间坐标是1日的第一和第二空间坐标的组合。比方,测量地球上一点的位置不消在伦敦皮卡迪里广场以北和以西的里数,而是用在它的东北和西北的里数。
现在我们恰是用这类体例来精确地测量间隔,因为我们能够把时候比长度测量得更加精确。实际上,米是被定义为光在以铯原子钟测量的0.000000003335640952秒熟行进的间隔(取这个特别数字的启事是,因为它对应于汗青上的米的定义――遵循保存在巴黎的特定铂棒上的两个刻度之间的间隔)。一样地,我们能够用叫做光秒的更便利的新长度单位,这就是简朴地定义为光在1秒中行进的间隔。现在,我们在相对论中遵循时候和光速来定义间隔,从而自但是然地,每个察看者都测量出光具有一样的速率(遵循定义为每0.000000003335640952秒之一米)。