thể xảy ra cùng một lúc đối với kẻ này, nhưng xảy ra khác lúc đối với kẻ khác ở
một vị trí chuyển động tương đối với người trước. Thí dụ hai biến cố xảy ra
cùng một lúc đối với người quan sát đứng trên mặt đất, có thể xảy ra khác lúc
đối với người ngồi trên xe hỏa hay máy bay. Thời gian không tuyệt đối, mà là
tương đối với vị trí và tốc độ của người quan sát. Áp dụng thuyết này để nhận
định vũ trụ, người ta thấy rằng một biến cố, thí dụ một vụ nổ xảy ra không một
lúc đối với người quan sát ở ngay trên tinh cầu đó và người quan sát ở trên trái
đất. Một biến cố diễn ra trên một tinh cầu xa lắc có thể hàng năm mới chuyển
hình ảnh tới mặt đất, mặc dầu ánh sáng chạy với tốc độ 186.000 dặm/giây đồng
hồ. Vì tinh tú ta quan sát thấy hôm nay chỉ là vì tinh tú của bao nhiêu năm về
trước, và có thể lúc này vì tinh tú ấy đã không còn.
Theo thuyết tương đối của Einstein thì người ta có thể đuổi kịp quá khứ
và sinh ra ở tương lai nếu người ta có tốc độ vượt tốc độ ánh sáng.
Mỗi tinh
cầu chuyển động có một hệ thống thời gian riêng, khác hẳn hệ thống thời gian ở
mọi tinh cầu khác. Một ngày trên trái đất chỉ là thời gian đủ để trái đất quay
một vòng trên trục của nó. Sao Mộc mất nhiều thời giờ hơn trái đất để quay
chung quanh mặt trời, vì vậy một năm trên sao Mộc dài hơn một năm trên trái
đất. Tốc độ càng nhanh, thời gian càng chậm. Chúng ta đều quen chỉ nghĩ rằng
mọi vật thể đều có ba chiều, nhưng Einstein chủ trương thời gian cũng là một
chiều của không gian. Thời gian và không gian không thể tách rời nhau. Mọi
vật luôn luôn chuyển động, cho nên theo quan niệm của Einstein, chúng ta sống
trong một vũ trụ bốn chiều mà thời gian là chiều thứ tư.
Nói tóm lại, tiền đề cơ bản của thuyết Einstein trình bày lần đầu tiên nửa thế
kỷ trước đây là tính tương đối của mọi chuyển động, và tính tuyệt đối độc nhất
của ánh sáng.
Triển khai nguyên lý tương đối của mọi sự chuyển động, Einstein còn làm
sụp đổ một quan niệm khác vốn vững chắc từ xa xưa. Từ trước người ta vẫn tin
rằng chiều dài và khối lượng trong mọi trường hợp có thể quan niệm được vẫn
là tuyệt đối và không thể thay đổi.
Bây giờ Einstein khẳng định khối lượng
hay trọng lượng cùng chiều dài của một vật thể thay đổi tùy theo tốc độ
của vật thể đó.
Einstein đưa ra thí dụ: một đoàn xe lửa dài một ngàn bộ (Bộ:
0,304 mét) chạy với tốc độ bốn phần năm tốc độ của ánh sáng. Đối với người
đứng yên một chỗ thì đoàn tàu chạy chỉ còn dài 600 bộ, những đối với người
ngồi trên thì đoàn tàu vẫn dài đủ 1000 bộ.
Tương tự như đoàn tàu, mọi vật thể chuyển động trong không gian cũng đều
co ngắn lại tùy theo tốc độ. Một chiếc gậy dài 100 mã (mã (inch) = 0,025 mét),
nếu phóng lên không gian với tốc độ 161.000 dặm/giây đồng hồ, sẽ co ngắn lại
