物理学基础

狭义相对论

宇宙中唯一不变的是光线在真空中的速度，其它任何事物-速度、长度、质量和经过的时间，都随着参考者的参考系而变化,该理论形成的著名公式是

E=MC2，能量等于质量乘以光的平方

该理论认为，时间是相对的，随着物体线性运动速度的加快,时间会变慢.使用同步原子钟已证实了这个结论的正确性，将一个钟表留在地面上，而携带另一个以很快速度移动（如在喷气式飞机上），随后进行比较，静止的钟表总比另一个稍微快一点。

该理论也认为,长度也是相对的,物质会在运动的方向上收缩（缩小），这意味着根据一个静止观察者的观点，一枚以接近光线运行的火箭所表现出的长度会比它静止时更短，尽管乘坐火箭的人看来并没有什么两样。爱因斯坦指出，任何物体以光速运动时，其长度将会缩短为零。

物理学家牛顿提出，时间与空间是相对的,是完全分开的，而该理论认为,时间与空间(长、宽、高),一起构成一个四维空间的框架,称为时空关联集.

广义相对论

描写物质间引力相互作用的理论，1916年正式发表。这一理论首次把引力场解释成时空的弯曲，是一种关于万有引力本质的理论。

黑洞,它直接推导出某些大质量恒星会终结为一个黑洞——时空中的某些区域发生极度的扭曲以至于连光都无法逸出

狭义与广义相对论的区别在于所讨论的问题是否涉及引力（弯曲时空），即狭义相对论只涉及那些没有引力作用或者引力作用可以忽略的问题，而广义相对论则是讨论有引力作用时的物理学。用相对论的语言来说，就是狭义相对论的背景时空是平直的，其曲率张量为零；而广义相对论的背景时空则是弯曲的，其曲率张量不为零。

量子力学

是研究物质世界微观粒子运动规律的物理学分支，主要研究原子、分子、凝聚态物质，以及原子核和基本粒子的结构、性质的基础理论它与相对论一起构成现代物理学的理论基础。