愛因斯坦發現光速是一種宇宙速度的極限,宇宙中沒有任何一種速度可以超越它。但是愛因斯坦公開他的發現不久,他就發現與引力之父之間發生了矛盾。問題在於,認為沒有任何速度可以超越光速的理念,與牛頓的引力理論相互衝突。
為了理解這種矛盾,我們設計一場宇宙大災難。想像突然之間,毫無前兆的,太陽蒸發了,徹底消失不見。牛頓理論預言,隨著太陽的毀滅,星球馬上會脫離它們的軌道,傾斜著飛向宇宙空間。換句話說,牛頓認為引力,是超越任何距離瞬間作用的,所以我們馬上就會感覺到,太陽消失帶來的效果。
但是愛因斯坦發現了牛頓理論的一個問題,通過他對光線的研究,愛因斯坦發現光並不是瞬時傳播的,實際上,太陽的射線穿越九千三百萬英裡射到地球,大約需要8分鐘。而由於他已經證明了沒有任何東西會比光速快,哪怕是引力。這意味著,250年來的牛頓引力理論,錯了。
經過近十年的絞盡腦汁,愛因斯坦用一種新的統一方式得出了答案。愛因斯坦開始思考一種三維空間,以及一維時間,共同構成的一種模式 "時空"。沿著這一時空構造的表面平移,就如同蹦床的表面一樣,這種統一的結構可以被質量大的物體如星球,彎曲或延展,而正是這種扭曲或弧形的時空,造成了我們所感覺到的引力。一個類似地球的行星沿著軌道運動,並不是如牛頓理論所言因為太陽發出的持續不斷的引力抓住了它,而僅僅是因為它,隨著由太陽造成的空間結構的曲線在運動。
讓我們看看現在如果太陽消失了會怎麼樣。引力的擾動將會造成,沿著空間結構延伸的一道波,就猶如在湖心,投進一顆石,造成的漣漪在水面上蕩漾開去。所以在這道波到達地球之前,我們都不會感覺到任何改變。此外,愛因斯坦計算出這種引力的波,正是以光的速度傳播。
於是,採用這種新的方法,愛因斯坦解決了和牛頓之間,關於引力傳播速度的矛盾,更重要的是,愛因斯坦描繪出了一個新的世界,來說明引力的本質,那就是,一個由時間和空間組成的曲面和弧面結構,愛因斯坦把這種對引力的新的描繪稱為廣義相對論。