时空是一个数学模型，它将空间和时间连接成一个被称为连续体的单一概念。这个四维连续体被称为闵可夫斯基空间。
将这两个想法结合起来有助于宇宙学理解宇宙在大的层面（如星系）和小的层面（如原子）是如何运作的。
在非相对论的经典力学中，使用欧几里得空间而不是时空是好的，因为时间被视为具有恒定通过率的普遍性，它与观察者的运动状态无关。
但在相对论的宇宙中，时间不能与空间的三个维度分开。这是因为观察到的时间流逝的速度取决于物体相对于观察者的速度。此外，任何引力场的强度都会减缓场外观察者所看到的物体的时间流逝。
无论哪里有物质存在，它都会弯曲时空的几何形状。这导致了时空的弯曲形状，可以理解为引力。右图上的白线代表质量对时空的影响。
在经典力学中，时空的使用是可选的，因为时间与欧几里得空间的三个维度的运动无关。然而，当一个物体以接近光速的速度运动时（相对论速度），时间不能与空间的三个维度分开。从一个静止的观察者的角度来看，时间取决于物体的运动速度有多接近光速。
许多人将时空与阿尔伯特-爱因斯坦联系起来，他在1905年提出了狭义相对论。然而，是爱因斯坦的老师赫尔曼-闵可夫斯基在1908年的一篇文章中提出了时空。他的闵可夫斯基空间概念是最早将空间和时间作为一个统一整体的两个方面来处理的，这也是狭义相对论的本质。他希望这个新想法能够澄清狭义相对论。
闵可夫斯基时空只在描述恒定速度时准确。不过，是爱因斯坦在广义相对论中发现了时空的曲率（引力）。在广义相对论中，爱因斯坦将闵可夫斯基时空广义化，以包括加速度的影响。爱因斯坦发现，他的四维时空代表中的曲率实际上是引力的原因。
1926年的《大英百科全书》第十三版包括了爱因斯坦的一篇文章，题目是 "时空"。
埃德加-爱伦-坡（Edgar Allan Poe）写了一篇关于宇宙学的文章，题为《尤里卡》（Eureka）（1848年），其中说 "空间和时间是一个"。这是首次提出空间和时间是对一个事物的不同看法的已知例子。坡在经过大约90页的推理后得出了这个结论，但没有采用任何数学方法。
1895年，H.G.威尔斯在他的小说《时间机器》中写道："除了我们的意识沿着空间移动之外，时间和空间的任何一个维度之间没有任何区别"。他还说，"科学界人士......非常清楚，时间只是空间的一种"。
在广义相对论中，时空被认为是平滑和连续的。然而，在量子力学的理论中，时空并不总是连续的。
问：根据文中所述，什么是时空？
答：时空是一种连接空间和时间的数学模型，形成一个四维连续体，称为闵可夫斯基空间。
问：结合空间和时间对宇宙学有什么帮助？
答：空间和时间的结合使宇宙学能够更好地理解宇宙在大的层面（如星系）和小的层面（如原子）上是如何运作的。
问：为什么在非相对论的经典力学中，使用欧几里得空间而不是时空好？
答：在非相对论经典力学中，使用欧几里得空间是好的，因为时间被视为具有恒定的通过率的普遍性，与观察者的运动状态无关。
问：为什么在相对论的宇宙中，时间与空间的三个维度是不可分割的？
答：在相对论宇宙中，时间不能与空间的三个维度分开，因为观察到的时间流逝速度取决于物体相对于观察者的速度。
问：引力场的强度如何影响一个物体的时间流逝？
答：任何引力场的强度都会减缓场外观察者看到的物体的时间流逝。
问：连接空间和时间的四维连续体的名称是什么？
答：连接空间和时间的四维连续体被称为闵可夫斯基空间。
问：空间和时间的结合是如何帮助宇宙学理解宇宙的？
答：空间和时间的结合帮助宇宙学更好地理解了宇宙的运作，包括在大的层面，如星系，和小的层面，如原子。