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目前最广泛被接受关于时间的物理理论是阿尔伯特·爱因斯坦的相对论。在相对论中,时间空间一起组成四维时空,构成宇宙的基本结构。时间与空间都不是绝对的,观察者在不同的相对速度或不同时空结构的测量点,所测量到时间的流易是不同的。狭义相对论预测一个具有相对运动的时钟之时间流易比另一个静止的时钟之时间流易慢。在1971年,物理学家哈菲尔(Joe Hafele)与基廷(Richard Keating)做了证明。他们将高度精确的原子钟放在飞机上绕着世界飞行,然后将读到的时间与留在地面上完全一样的时钟做比较。结果证实:在飞机上的时间流易得比实验室里的慢。据爱因斯坦的理论,当移动的速度越快,时间流易速度越慢,当移动速度达到光速的一半时,时间约慢13%。

另外,广义相对论预测质量产生的重力场将造成扭曲的时空结构,并且在大质量(例如黑洞)附近的时钟之时间流易比在距离大质量较远的地方的时钟之时间流易要慢。现有的仪器已经证实了这些相对论关于时间所做精确的预测,并且其成果已经应用于全球定位系统

就今天的物理理论来说时间是连续的,不间断的,也没有量子特性。但有一些理论试图将相对论与量子力学结合起来,如量子引力,弦理论,M理论,预言时间是间断的,有量子特性的;但它们还没有被实验证明过的。另有一些理论猜测普朗克时间可能才是时间的最小单位。

根据史提芬·霍金所解出广义相对论中的爱因斯坦方程式,显示宇宙的时间是有一个起始点,由大霹雳(或称大爆炸)开始的,在此之前的时间是毫无意义的。而物质与时空必须一起并存,没有物质存在,时间也无意义。[来源请求]

人出生、成长、衰老、死亡,没有反过来的。玻璃瓶掉到地上摔破,没有破瓶子从地上跳起来合整的。古典力学无法解释时间的不可逆性。两个粒子弹性碰撞的过程顺过来反过去没有实质上的区别。时间的不可逆性只有在统计力学和热力学的观点下才可被理论地解释。热力学第二定律说在一个封闭的系统中(我们可以将宇宙看成是最大的可能的封闭系统)熵只能增大,不能减小。宇宙中的熵增大后不能减小,因此时间是不可逆的。