時間空間不是連續且可無限分割的。
空間的長度不會小於蒲郎克長度,因為只要小於這個長度,就會縮為黑洞。因此蒲郎克長度是空間所能分割的最小單位,而光經過蒲郎克長度所需的時間稱為蒲郎克時間。
牛頓認為時間和空間是獨立而不相干的,但愛因斯坦的狹義相對論推翻了牛頓的理論,時間空間共成一個時空結構,密不可分且互相影響。
狹義相對論暗示了宇宙間沒有東西可以超過光速,但本身卻存在著一個矛盾,那就是重力,很明顯地,遙遠星球的重力可以立即影響遠處另一顆星球,這和沒有東西可以超過光速是矛盾的。於是十一年後愛因斯坦發表了廣義相對論,廣義相對論和量子理論是現代物理的基礎,廣義相對論探討了重力和時空之間的影響,愛因斯坦說時空本身會因重力而彎曲(如凹陷),使得任何東西會對一個重力源有向其靠近的驅勢(就像一顆球會像低窪處滾去一樣)。而重力愈大所造成的彎曲愈大,等大到了一個極限,就會變成黑洞,在黑洞之內,廣義相對論也會失效,在這裡也沒有所謂時間空間。
從相對論得知,在火車上的人時間會比地面上的人過得慢;在平地上的人時間會比高山上的人過得慢。這雖然只有幾奈秒的差距,但經由精確的原子鐘已經可以證實相對論的效應。
目前對於宇宙四大力,強核、弱核、電磁力,科學家已經能用理論掌握,唯獨重力還一知半解。
科學家正極力追求最終極的理論來解釋我們的時空,一般認為目前流行的五種弦論及十一維超重力論,只是M理論(終極理論)不同面的一個表現。
而弦只是p維膜的一個特例,p=1 就是弦,p=2 就是面膜,在十一維超重力理論中,便是可能存在著十維或十一維的膜,而其中六或七維都會捲成非常小,以致我們並不會去注意。
膜世界是目前相當熱門的理論,它可以解釋一些目前無還不明白的現象,例如宇宙中的暗物質。因為科學家所觀測到的宇宙中的重力影響,遠比所觀測得到的物質總合還大,因此宇宙必定存在著某些物質是我們所未知的,而且佔了大多數。
在膜理論中,我們的宇宙在一片膜上,而這些暗物質存在於另一片膜。而重力影響則會擴散到膜之外(其它的力,包括光都不會跑出自己的膜),因此我們才會觀測不到這些屬於其它膜的暗物質,卻可以感受得到它們的重力。
最後還有經由永恆混沌爆脹理論所預測的時空起點,時空在無止盡的量子漲落中產生;重力的全象性,黑洞的事象視界面積可以度量黑洞內在態的數目,這意味著我們的世界也許是二維的,而我們所感知的三維世界其實只是幻覺,一種有趣的幻覺;還有量子理論的多重性;平行宇宙......等。
如果在講下去我想大概沒人想看了,有關時間空間的探討,即使不講到任何艱深的物理公式也可以寫上數十萬字,我倒是很意外在這裡也會有人探討這個問題。
