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假如A和B在空間上被分隔開，對於一個觀察者來說是同時出現的，而對於另個觀察者而言，也就是相對於第一個觀察者的運動狀態，事件A可能出現在事件B之前也有可能是之後，這完全取決於這兩個觀察者之間相對運動狀態的方向。也就是說，用現代的觀點來看，時間不再是絕對的，而是取決於做時間測量的觀察者的相對運動狀態。根據相對論來看，時間是一個較為普通的四維時空的連續統一體中的一面。這樣說來，事件是同時存在於宇宙中的。時間和空間是這個潛在的四維空間連續統一體的不同方面。通常，時間被描述為“第四維空間”。

時間標度

從遠古時代起，人們利用地球自轉（或者說是天空中太陽所處的明顯位置）來建立一個統一的時間標度。為了指定一個日期，人們把太陽的運動當作一個時間標度，那麼天數必須得從參考日期開始計算。此外，鐘錶常常用來衡量一天的一部分時間。

從天空中太陽的視位置衍生出來的時間被稱作是視太陽時。因為地球繞太陽執行時的離心率和地球自轉於軌道平面的斜角，所以視太陽時不是一個統一的時間標度。但是，這些影響又能被計算和更正後得到更加統一的時間標度，即平均太陽時。國際標準時間（UT0）即格林威治平均時。一個遠恆星的視運動的觀察結果可以用來得到另一個在天文學上的時間標度，也就是恆星時間。

國際標準時間的其他小規模的衍生可以追溯到其他影響，比如說，地球自轉軸和地球自轉的週期性波動，這些影響可以解釋其他的小波動，形成更加完善的時間標度。（國際標準時間1和2，UT1和UT2）。

星曆錶時間是由地球繞太陽運動決定的，而非由地球自轉波動造成的。天文學上的觀察結果可以把星曆錶時間精確到大約0。05秒，平均值超過了一個九年週期。

石英晶體振盪器和原子鐘的發明使得更加精準的時間測量成為可能。因此，除了天文學時間標度，還有一些其他的時間標度，比如說，原子時間（AT），基於在磁場中一定原子的微波共振。透過對電磁訊號和銫原子在共振時的週期進行計算，精確度能達到幾十億分之一。

大約從1960年起，全世界大量的實驗共同對照出原子時間標度，得到各種原子時間標度的加權平均，這個就是現在大眾熟知的通用協調時間（UTC）。為了使通用協調時間和一天的時間長度保持一致，秒（一個閏秒）偶爾會從原子時間標度上被增加或者刪除。根據國際協議，通用協調時間和領航員的時間標度（UT1）的誤差在0。7秒內。

對時間的精準測量導致了秒的重新定義。在1956年之前，一秒被定義為平均太陽時的1/86400。從1956年到1967年，秒成了星曆秒，被定義為1899年12月31日0時0分0秒這個迴歸年的1/31556925。9747。秒目前被定義為銫133原子振動9192631770次所用的時間。

相對論

阿爾伯特？愛因斯坦的相對論在20世紀的物理學和天文學領域掀起了巨大的革命。它向科學引進了“相對論”的概念——這個概念說的是在宇宙中，沒有什麼事物是處於絕對的運動狀態的，只有相對的運動狀態——取代了艾薩克？牛頓兩百年來的機械理論。愛因斯坦說明了我們並不是居住在一個平坦的，歐幾里得空間和統一絕對的時間裡，而是居住在另外一個時空彎曲的環境中。這個理論預先在物理學中佔據了重要地位，它帶著潛在的利弊，宣告了原子時代的到來。這使得人們能夠理解基礎粒子和它們相互作用的微波世界。它也改變了人們對宇宙的看法，比如對大爆炸、中子星、黑洞、重力波這些奇異的天文現象的預測。

相對論是一個單一的，包含了所有時空、重力和機械學的理論。然而它通常被看做是兩個獨立的理論部分——狹義相對論和廣義相對論。這樣分類的一個原因是愛因斯坦在1905年提出了狹義相對論，而廣義相對論直到1916年才在最終版中被提出來。另一個原因是，這個理論的兩個部分適用於不同的領域：狹義相對論適用於微觀物理須領域，而廣義相對論適用於天體物理學和宇宙學領域。

第三個原因是，物理學家到了20世紀20年代才能接受和理解狹義相對論的概念。狹義相對論很快成為了那個時候迅速發展的原子物理學以及量子力學領域中的理論家和實驗家的一個工作道具。然而，廣泛的接受並不是廣義相對論出現的原因。這個理論似乎並沒有和

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