Am 21. September 1908 hielt der Mathematiker Hermann Minkowski — Einsteins früherer Lehrer am Zürcher Polytechnikum — in Köln einen Vortrag mit dem Titel Raum und Zeit. Er eröffnete ihn mit einem der berühmtesten Sätze der Physik des zwanzigsten Jahrhunderts: „Von Stund an sollen Raum für sich und Zeit für sich völlig zu Schatten herabsinken, und nur noch eine Art Union der beiden soll Selbständigkeit bewahren.“ Minkowski hatte die Spezielle Relativitätstheorie als Geometrie einer vierdimensionalen Mannigfaltigkeit neu gefasst. Die Zeit war kein Parameter mehr außerhalb des Systems, sondern eine weitere Koordinate, im Prinzip nicht vom Raum zu unterscheiden — bis auf ein Vorzeichen in der Metrik. Die Raumzeit — Minkowskis Wortschöpfung — wurde zur Leinwand, auf der die gesamte folgende relativistische Physik gemalt werden sollte.
Ein Punkt der Raumzeit ist ein Ereignis — eine Ortsangabe, an einen Zeitpunkt gekoppelt — und die tragende Struktur ist das invariante Intervall Δs² = c²Δt² − Δx² − Δy² − Δz² zwischen je zwei Ereignissen. Die Minuszeichen vor den räumlichen Koordinaten machen den Unterschied: sie geben der Raumzeit ihre lorentzsche Metrik statt der euklidischen der gewöhnlichen Geometrie, und Lorentz-Transformationen lassen Δs² unverändert, auch wenn sie Raum und Zeit ineinanderschieben. Zwei Beobachter in Relativbewegung werden sich über die verstrichene Zeit zwischen zwei Ereignissen uneinig sein und ebenso über die Entfernung — doch beim Wert von Δs² treffen sie sich. Sein Vorzeichen ordnet Ereignispaare drei kausalen Klassen zu: zeitartig, wenn beide durch eine Weltlinie mit Unterlichtgeschwindigkeit verbunden werden können; raumartig, wenn von einem zum anderen kein Signal gelangt; lichtartig, wenn sie durch einen Lichtstrahl verknüpft sind. Der Lichtkegel an jedem Ereignis begrenzt dessen kausale Vergangenheit und Zukunft, und der gesamte Gehalt relativistischer Kausalität reduziert sich auf diesen geometrischen Befund.
Weltlinien — Teilchenbahnen durch die Raumzeit — sind zeitartige Kurven, und die Eigenzeit, die eine Uhr entlang einer Weltlinie anzeigt, ist das Integral des Intervalls über ihren Weg. Verschiedene Weltlinien zwischen denselben zwei Ereignissen sammeln unterschiedliche Eigenzeiten an, und genau das ist der geometrische Gehalt des Zwillingsparadoxons: die Weltlinie des beschleunigten Zwillings ist kürzer als die des inertialen, also vergeht auf der bewegten Uhr weniger Zeit. Die Spezielle Relativitätstheorie ist die Geometrie der flachen Raumzeit; die Allgemeine verallgemeinert auf gekrümmte, mit einer Krümmung, die der Energie-Impuls-Inhalt über die einsteinschen Feldgleichungen vorgibt. Der Schritt von der Speziellen zur Allgemeinen ist genau der von einer flachen lorentzschen Mannigfaltigkeit zu einer, deren Gestalt sich nach dem richtet, was sie enthält.
Die GPS-Navigation muss Raumzeit-Intervalle korrekt rechnen, um verlässliche Positionen zu liefern, und ihre Satellitenuhren werden täglich um spezielle und allgemeinrelativistische Effekte korrigiert, die das System sonst binnen eines Tages um Kilometer driften ließen. Die Teilchenphysik arbeitet von Hause aus in der Raumzeit — Stöße am LHC ereignen sich in Raumzeitbereichen, Teilchenzerfälle ziehen Weltlinien, das Standardmodell ist von Anfang an raumzeit-kovariant geschrieben. Die Kosmologie beschreibt das Universum als vierdimensionale Raumzeit, deren räumlicher Teil mit der Zeit expandiert. Am spekulativen Rand des Fachs — durchquerbare Wurmlöcher, geschlossene zeitartige Kurven, die Innengeometrie Schwarzer Löcher — wird ausgelotet, welche Konfigurationen die Allgemeine Relativitätstheorie zulässt, und am stärksten zählt das dort, wo es die beobachtende Gravitationswellenphysik berührt. Minkowskis Neufassung ist ein Jahrhundert nach dem Kölner Vortrag die Standardsprache der modernen Physik geworden.