在過去很長一段時間裡，人們都認為時間流逝的速度是恆定的，無論在哪裡，時間都會以相同的速度流逝，但愛因斯坦卻提出了不同的觀點，他在相對論中指出，速度和引力都會對時間流逝的速度產生影響，一個物體的運動速度越快，或者它受到的引力越強，其時間流逝的速度就越慢。
愛因斯坦的這種理論在提出之後受到了很多質疑，畢竟這太過違背常識了，但隨著時間的推移，大量的實驗數據卻表明，愛因斯坦其實是正確的，時至今日，相對論早已得到了科學界的認同，其中有關時間膨脹的理論，也有了實際應用。
一個常見的實際應用就是全球定位系統，要知道與地面相比，運行在太空中的用於定位的衛星所受到的地球引力更小，這種引力大小的差距就會導致衛星的時間流逝速度比地球表面更快一點，所以這就需要通過相對論來進行校正，否則的話，每12個小時，其定位結果就會出現大約7米的偏差，根本就無法實現準確的定位。
為什麼愛因斯坦會知道時間流逝的速度並不是一成不變的呢？答案可以簡單地概括為：一個至今仍無法解釋的現象，讓愛因斯坦明白了隱藏在時間裡的秘密。
這種現象就是「光速不變」，我們可以將其簡單地理解為，對於任何觀測者來講，無論他處於什麼樣的運動狀態，他所觀察到的光速都是相同的，都是299792458米/秒（註：這裡的光速是指真空光速，下同）。
舉個例子，假設真空中有一束光，現在有兩個觀測者，甲在以1%的光速迎著這束光運動，乙卻以1%的光速背向這束光運動，那麼按常理來講，這束光相對於甲的速度就應該是1.01倍光速，而相對於乙的速度則應該是0.99倍光速，但實際情況卻是，甲和乙所觀測到的這束光的速度都是光速。
為什麼會出現如此反常識的現象呢？很遺憾，其原因至今仍無法解釋，但無論是理論和實驗，都是指向了這一結果。所以愛因斯坦就將這種現象作為了公設，並將其稱為「光速不變原理」，並據此推導出速度和引力都會對時間流逝的速度產生影響，怎麼推導的呢？其實我們可以通過一個思想實驗來進行說明。
假設有一種利用光子來計時的光子鍾，它的原理就是一個光子在兩個平行的鏡子之間不斷地垂直反射，鏡子之間的距離可設為h，光子的速度為c，所以這個光子每次反射所用的時間都是一個恆定的值，即：h/c。
現在我們把這樣一個光子鍾放在一艘相對於地面高速平移的飛船上，那麼在這種情況下，地面上的觀測者就會看到，其中的光子在垂直運動的基礎上，還多了一個平移的速度。
設光子每次反射的平移距離為x，那麼根據勾股定律，地面上的觀測者所觀測到的光子，其每完成一次反射所走的距離就是√（h^2 + x^2），其運動距離增加了。
由於「光速不變原理」，觀測者無論處於什麼樣的運動狀態，他所觀察到的光速都是相同的，所以地面上的觀測者所觀測到的光子，其每完成一次反射所用的時間就是√（h^2 + x^2）/c。
另一方面來講，對於飛船上的觀測者來講，光子鍾之內的光子卻沒有平移速度，所以他觀測到的光子，其每完成一次反射所需要的時間仍然是h/c，也就是說，飛船上的每度過h/c的時間，地面上卻會度過√（h^2 + x^2）/c的時間。
顯而易見的是，√（h^2 + x^2）/c的值比h/c更大，而這也就意味著，對於地面上的觀測者而言，飛船的時間流逝速度變慢了，據此我們還可以進一步推測出，飛船的速度越快，其時間流逝的速度就越慢。那愛因斯坦又是如何推導出引力會影響時間流逝速度的呢？我們不妨用另一個思想實驗來進行說明。
假設有一個人位於一個無法觀察到外界的封閉空間裡，現在這個封閉空間位於地球表面，那麼他當然會感覺到地球的引力。
現在我們把場景轉換一下，把這個人所在的封閉空間放在一艘飛船里，而這艘飛船則處於失重環境中，並且一直在以與地球重力加速度相同的加速度飛行，在這種情況下，這個人同樣也會感受到一種力。
儘管這種力其實是一種被稱為「慣性力」的虛擬力，其本質是物體慣性表現，但假如這個人事先不知道外界的情況，那麼他就無法區別自己所受到的力到底是地球的引力，還是飛船的加速度產生的「慣性力」。
這個思想實驗就表明了，一個引力場中的參照系與一個具有加速度的參照系是等價的，而這也被稱為「等效原理」，實際上，在愛因斯坦提出的《廣義相對論》里，這個原理是一個基本原理，也是該理論的核心原理，根據該原理就可以推導出，既然速度會對時間流逝的速度產生影響，那引力場當然也可以，並且引力越強，時間流逝的速度也就越慢。