如何理解爱因斯坦的相对论？
爱因斯坦认为光速不能达到或超过，所以不会有时间旅行
广义相对论认为光速可以超过，但不会穿越时空。
相对论(英文:Theory of relativity)是一种关于时空和引力的理论，主要由阿尔伯特·爱因斯坦创立。根据研究对象的不同可分为狭义相对论(狭义相对论)和广义相对论(广义相对论)。
基本介绍
相对论的基本假设是相对性原理，即物理定律与参照系的选择无关。狭义相对论和广义相对论的区别在于，前者讨论的是匀速直线运动的参照系(惯性参照系)之间的物理规律，后者则推广到有加速度的参照系(非惯性参照系)，在等效原理的假设下广泛应用于引力场。相对论和量子力学是现代物理学的两大基本支柱。经典力学以经典物理为基础，不适合高速运动的物体和微观领域。相对论解决了高速运动的问题；量子力学解决的是微观亚原子条件下的问题。相对论颠覆了宇宙和自然的常识概念，提出了时空相对性、四维时空、弯曲空间等新概念。狭义相对论于1905年提出，广义相对论于1915年提出(爱因斯坦于1915年底完成广义相对论的创立，1916年初正式发表相关论文)。
因为牛顿定律给狭义相对论提出了困难，即任何物体在任何空间位置都会受到力的作用。所以，整个宇宙没有惯性观察者。爱因斯坦提出了广义相对论来解决这个问题。
狭义相对论最著名的推论是质能公式，说明质量随着能量的增加而增加。也可以用来解释核反应释放的巨大能量，但不是原子弹诞生的原因。广义相对论预言的引力透镜和黑洞与一些天文现象是一致的。
演示过程
绝对时空观
所谓时空概念，就是对时间和空间的物理属性的认识。伽利略变换是对力学相对性原理的数学描述。它反映了经典力学中的绝对时空概念。
1.时间间隔与惯性系的选择无关。
如果两个事件相继发生，两个不同惯性系的观测者测得的时间间隔是相同的。
2.空间间隔与惯性系的选择无关。
空间任意两点之间的距离与惯性系的选择无关。
可见，在经典力学中，物体的坐标和速度是相对的，同一个地方也是相对的。但是时间、长度、质量这三个物理量是绝对的，同时，它们也是绝对的。这是经典力学中的绝对时空概念。
醚
19世纪中期，麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了以光速c传播的电磁波的存在，19世纪末，实验完全证实了麦克斯韦的理论。整个空间充满了一种叫做“以太”的连续介质，光和无线电信号在其中波动。一个完整的理论需要仔细测量以太的弹性性质。为此，哈佛大学建立了杰斐逊实验室。整个建筑不需要任何钉子，避免干扰磁测。然而，由于计划者忽略了栗色砖块中含有的大量铁，预计实验无法如期进行。到了世纪末，开始出现了偏离穿透所有以太的概念。如果认为地球在静止的以太中运动，那么根据速度叠加原理，光在地球上不同方向传播的速度必然不同，但实验否定了这一结论；如果我们认为以太是被地球带走的，显然与一些天文观测不符。对此，人们发现这是一个充满矛盾的理论。
两个基本假设
1.物理定律在所有惯性系中都有相同的形式。
2.在所有惯性系中，光在真空中的传播速率都有相同的值c。
第一个叫做相对性原理。意思是说，如果坐标系K '相对于坐标系K匀速运动而不旋转，那么在任何相对于这两个坐标系所做的物理实验中，都无法区分哪个坐标系是K，哪个坐标系是K '。
第二个原理叫做光速不变原理，意思是光速c(在真空中)是不变的，它不依赖于发光物体的移动速度。
从表面上看，光速不变似乎与相对性原理相冲突。因为根据经典机械速度合成定律，对于以相对匀速运动的K '和K两个坐标系，光速应该是不同的。爱因斯坦认为，为了承认这两个假说并不冲突，我们必须重新分析时间和空间的物理概念。
洛伦茨变换
经典力学中的速度合成定律实际上取决于以下两个假设:
1.两个事件之间的时间间隔与用来测量时间的时钟的运动状态无关。
2.两点之间的空间距离与用来测量距离的尺子的运动状态无关。
爱因斯坦发现，如果承认光速不变原理和相对论原理是相容的，那么这两个假设都必须抛弃。这时，一个时钟同时发生的事件对另一个时钟来说不一定是同时的，同时具有相对性。在有相对运动的两个坐标系中，测量两个特定点之间的距离所得到的值不再相等，距离具有相对性。
如果K坐标系中的一个事件可以由三个空间坐标X、Y、Z和一个时间坐标T确定，而K坐标系中的同一个事件由X’、Y’、Z’和T’确定，爱因斯坦发现X’、Y’、Z’和T’可以由一组方程求出。两个坐标系的相对速度和光速c是方程仅有的参数。这个方程最早是由洛伦兹导出的，所以叫洛伦兹变换。
利用洛伦兹变换，很容易证明钟会因为运动而变慢，尺子在运动时会比静止时短，速度之和满足一个新的定律。相对论原理也表述为一个明确的数学条件，即在洛伦兹变换下，时空变量X’、Y’、Z’和T’将代替时空变量X、Y、Z和T，任何自然规律的表述仍将采取同样的形式。人们所说的自然普遍规律对于洛伦兹变换是协变的。这对探索自然的普遍规律起着非常重要的作用。
时间和空间之间的联系
此外，在经典物理学中，时间是绝对的。它一直扮演着不同于三个空间坐标的独立角色。爱因斯坦的相对论涉及时间和空间。认为物理的真实世界是由各种事件组成的，每个事件由四个数字描述。这四个数字就是它的时空坐标T和X，Y，Z，形成一个四维的刚性连续时空，通常称为闵可夫斯基平坦时空。在相对论中，用四维的方式来审视物理的真实世界是很自然的。狭义相对论引起的另一个重要结果是关于质量和能量的关系。在爱因斯坦之前，物理学家一直认为质量和能量是完全不同的，是分别守恒的量。爱因斯坦发现，在相对论中，质量和能量是不可分的，两个守恒定律合二为一。他给出了一个著名的质能公式:e = MC ^ 2，其中c是光速。所以质量可以看作是它的能量的一种度量。计算表明微小的质量蕴含着巨大的能量。这在后来的核反应试验中得到了证明。