在今后的几十年中,对空间和时候的这类新了解是对我们宇宙观的窜改。旧的宇宙观被新的宇宙观代替了。前者以为宇宙根基上是稳定的,它能够已经存在了无穷长的时候,并将永久持续存鄙人去;后者则以为宇宙在活动、在收缩,它仿佛开端于畴昔的某一个时候,并或许会在将来的某一个时候闭幕。这个窜改恰是下一章的内容。几年以后,它又是我研讨实际物理的起点。罗杰・彭罗斯和我证了然,爱因斯坦广义相对论意味着,宇宙必须有个开端,并且能够有个闭幕。
近似地,P的畴昔可被定义为下述的统统事件的调集,从这些事件能够以即是或小于光速的速率行进达到事件P。如许,它就是能够影响产生在P的事件的统统事件的调集。不处于P的将来或畴昔的事件被称之为处于P的他处。在这类事件处所产生的东西既不能影响产生在P的事件,也不受产生在P的事件的影响。比方,假定太阳就在现在停止发光,它不会对现在的地球上的事情产生影响,因为它们是在太阳燃烧这一事件的他处。我们只能在8分钟以后才晓得这一事件,这是光从太阳达到我们所破钞的时候。只要到当时候,地球上的事件才在太阳燃烧这一事件的将来光锥以内。近似地,我们也不晓得这一时候产生在宇宙中更远处的事:我们看到的从很远星系来的光是在几百万年之前收回的,至于我们看到的最远物体,光是在约莫80亿年前收回的。如许,当我们看宇宙时,我们是在看它的畴昔。
没有需求引入以太的看法,正如迈克耳孙-莫雷尝试显现的那样,以太的存在是不管如何检测不到的。但是,相对论迫使我们从底子上窜改了我们的时候和空间看法。我们必须接管,时候不能完整脱分开和独立于空间,而必须和空间连络在一起构成所谓的时空的客体。
光芒也必须在时空中遵守测地线。时空是曲折的究竟再次意味着,光芒在空间中看起来不是沿着直线行进。如许,广义相对论预言光芒必须被引力场折弯。比方,实际预言,因为太阳的质量的原因,太阳近处的点的光锥会向内略微弯折。这表白,从悠远恒星收回的刚好通过太阳四周的光芒会被偏折很小的角度,对于地球上的察看者而言,这恒星仿佛位于分歧的位置。当然,如果从恒星来的光芒老是在靠太阳很近的处所穿过,则我们就无从辩白,是光芒被偏折了,还是该恒星实际上就在我们看到的处所。但是,因为地球环绕着太阳公转,分歧的恒星显得从太阳前面通过,并且它们的光芒遭到偏折。以是,相对于其他恒星而言,它们窜改了表观的位置。
爱因斯坦提出了反动性的思惟,即引力不像其他种类的力,它只不过是时空不是平坦的这一究竟的成果,而早先人们假定时空是平坦的。在时空中的质量和能量的漫衍使它曲折或“翘曲”。像地球如许的物体并非因为称为引力的力使之沿着曲折轨道活动,相反,它沿着曲折空间中最靠近于直线途径的东西活动,这个东西称为测地线。一根测地线是邻近两点之间最短(或最长)的途径。比方,地球的大要是个曲折的二维空间。地球上的测地线称为大圆,是两点之间比来的路。因为测地线是两个机场之间的最短程,这恰是领航员叫飞翔员飞翔的航路。