狭义相对论 一列100米长的列车，以接近光速运动，则这列列车的长度只是其在相对静止时长度的1／4，即25米

爱因斯坦的相对论分为广义相对论和狭义相对论两部分。狭义相对论揭示了时间和空间与物质运动速度之间的变化关系，而广义相对论则揭示了时间和空间与运动着的物质质量之间的变化关系。
就空间而言，物体在低速运动状态下其空间变化极其微小，可忽略不计。但物体在做高速运动（接近光速）时，沿运动方向的空间就会缩小。假定一列100米长的列车，以接近光速运动，则这列列车的长度只是其在相对静止时长度的1／4，即25米，相对论的这一数学表示式为：L′=L （L′为物体在高速运动状态下的长度，L为物体在相对静止状态下的长度，v为运动速度，c为光速，是一恒定的常数）。就时间而言，高速运动状态下的时间持续变得缓慢。根据计算，飞船上的1秒钟相当于地球上的50秒钟，可谓天上一日，下界一年。如果一个年轻的宇航员乘着接近光速的飞船到太空遨游，一年后在地面上迎接他归来的同事、朋友将已是白发苍苍的老人了。相对论关于这一关系的数学公式为T′＝ （T′为物体在高速运动状态下的时间持续，T为物体在相对静止时的时间，v、c同上）。
把相对论用于引力场的研究，爱因斯坦又得出了广义相对论。广义相对论证明：物质体系的质量愈大，则引力场愈强，而强大的引力场会使空间发生弯曲，时间流淌变得缓慢。根据实验，当光线在真空中经过一引力场很强的质点时其传播速度变慢，同时光线发生偏移，这也正是当今科学界无法揭示“黑洞”之谜的原因之一（据说黑洞的质量密度很大，因而引力场很强）。