从实质上来讲,他做出了一个类似于从静止图像转换到视频录像的飞跃。我们知道视频或电影的制作,是通过一系列静止图像的快速闪现而形成的。一段高质量的录像要求所有的图像都非常紧密地连在一起,而两幅相邻的图像间只有最微小的差异,以便场景在镜头间流畅地转换。爱因斯坦的处理方式与此非常相似。当物体在宇宙中运动时(用最一般的方式:加速、减速、旋转),他意识到可以将运动过程分成很多小段,并将整个行程以一张接一张的快照形式记录下来。每张快照都代表了一个空间和时间的碎片,其中的物体都在以一定速度相对于我们运动。对不同的碎片而言,这个速度是不同的。因此,尽管每一帧——即每个小碎片——都是一个近似平坦的空间,以便我们应用狭义相对论所给出的方程;但每个碎片都需要我们在方程中使用不同的速度。因此,大量平坦的空间碎片,将通过相邻碎片间稍稍倾斜的排列方式覆盖整个空间。这正如我们想用平整的瓦片覆盖一个弯曲的屋顶时,就需要使瓦片之间以一定角度倾斜排列。

综上所述,当一个物体在充满或大或小的物质和能量团块的宇宙中运动时,可以被看成是在微小(几乎是无限小)且连续的平坦空间的碎片中运动,而相邻的碎片间只会有少许的不同。在质量较大的物体附近,由于强大的引力会使时空的弯曲更加尖锐,因此为了顺利追踪这个区域的时空形状,我们需要将它分割成更多微小的碎片。相反,在宇宙空洞的区间内,时空基本上是平的,因此几大块碎片就可以解决问题。这样,当我们将这些平坦的碎片汇集在一起后,时空的形状将呈现出令人惊奇的弯曲和翘曲。

运动的坐标

对于广义相对论,爱因斯坦还有更多的工作要做,特别是对该理论动力学版本的发展——这样才能让弯曲的时空动起来。当物体在宇宙中运动或者以新的方式聚集在一起时,宇宙的质量分布也会随之改变。恒星和行星在进行周期性运动;而当星系周围的小邻居被吸收后,星系的大小和质量也会出现增长。爱因斯坦在一些朋友——特别是马塞尔·格罗斯曼——的帮助下,开始着手构造一个能动态反映物质不规则状态的时空数学模型。最终所得的结果,使他得以解释一个行星的诡异轨道,做出光线弯曲的新预言,并为我们提供了一个对宇宙全新的描述。