同时，空间和时间也并非是绝对的，而是相对的 。这正是爱因斯坦的革命性理论被命名为相对论的原理 。
一、四维时空的“开胃菜”
空间中两点之间的距离是多少呢？相对论认为，答案取决于你所问的对象 。对于以一半光速在飞行的人而言，两点间的距离要比静止（即相对于两点静止）的观测者看到的要短很多 。这同样适用于两个事件的时间间隔 。你飞得越快，你的时间流逝得就越慢 。
爱因斯坦还表示 ， 质量（还有能量）在四维时空中施加了影响 。直线在大质量物体（如恒星、黑洞）的影响下会轻微地弯曲 。结果就是，沿着直线运动的任何东西，比如一束光线或者一颗行星，在大质量物体的影响下开始沿着弯曲的轨道移动 。
相对论认为，引力的确是时空弯曲对其他物体运动的影响 。既然在谈论时空，那么时间自然也会受到大质量物体的影响——越靠近黑洞，引力场越强 ， 时钟就会走得越慢（引力红移现象） 。
也就是说 ， 爱因斯坦的四维时空，不但空间可以弯曲 ， 时间也可以弯曲（时间膨胀变慢） 。由加州理工学院物理学家、诺贝尔奖获得者基普·索恩（KipS.Thorne）教授兼职制片人的好莱坞大片《星际穿越》（Interstellar）中，宇航员库珀与两位同伴一起在一个叫做米勒的行星世界只待了几个小时，米勒是一颗围绕巨型黑洞运动的行星 。由于行星轨道离黑洞很近，时空被扭曲得厉害，时间流逝得十分缓慢 。当库珀仨人回到自己的“永恒号”飞船上时，第四位宇航员尼古拉已经变老了23岁 。
这一幕太疯狂了，但却是符合科学原理的，在强大引力场中空间和时间都弯曲了 。我们现在所用的手机卫星导航系统中，对时间的微调就用到了这个原理 。
二、四维时空的结构
下面让我们借助于熟悉的太阳、行星（地球）以及一束光线随时间的运动过程，来说明四维时空具体是怎样的故事 。
让四维时空可视化的诀窍非常简单：舍去（忽视）其中的一维 。当然，必须保留时间维度 。由于空间三个维度的地位是一样的，舍去其中任意一个维度都没有关系 。然后就剩下了二维空间和一维时间 。这样简化的结果是，四维时空变成了我们熟悉的三维空间了 。
在二维空间里 ， 物体只能在一个平面上前后左右移动 。想象两种在这个水平面上沿直线运动的物体：一种是一束星光 ， 以每秒30万公里的速度运动；另一种是一颗行星（地球），与光束沿相同方向运动，但速度假定是光速的万分之一 ， 仅为每秒30公里 。如果不受外界影响 ， 二者都会沿着相同的直线路径运动 ， 只是速度相差很大 。
现在，我们再把太阳也放在这个平面上，距地球运动直线路径1.5亿公里远 。我们知道，太阳的质量造成了时空弯曲 。因此，光束和地球的运动路径都会弯曲 。奇怪的是：光束的路径只被弯曲了很小的角度 。但是 ， 地球的路径却弯曲得很厉害 ， 直到在平面上成为一个圆形轨迹 。
这是为什么呢？如果两者都受到同样的曲率影响 ， 难道它们不应该沿着同样的轨道弯曲吗？如果你这样想就错了！
要知道 ， 我们这里谈到的弯曲路径不是在空间里，而是在时空中 。真实的情况应当把时间维度和二维空间加在一起，即考虑三维时空中的运动 。上图中，时间取代了第三个空间维度（上、下）的位置 。事实上 ， 我们已经创造了一个新的三维坐标系 。ｘ轴和ｙ轴的水平面上，在每30万公里（光每秒走的路程）处有一个刻度 。纵坐标ｚ轴也有相同的刻度线 。
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