时间的两个概念
时间同人们日常生活密不可分。从天文学角度来讲，时间主要有两个不同的概念：“时刻”与“间隔”。
“时刻”就是某事发生在什么时候，即在某年某月某日的某时刻；“间隔”就是发生这两件事之间的时间间隔有多少年、多少天等等。
普通人对时刻和时间间隔的精度要求不高，准确到分钟，最多到秒就够了。可是在生产和科学实验中，既需要非常精确的时刻和时间间隔，又需要很长的时间标准，于是就带来了新的问题：如何来建立——
时间的精确标准
从古代起就很自然选择了天（日）为时间间隔标准，最初以太阳升到最高点（日影最短）为中午，连续两次中午之间的时间间隔为1日，叫太阳日。后发现太阳日的长度在变化，就用某恒星连续两次经过子午圈的时间作为1日，称为恒星日。它比太阳日均匀多了，再按一定比例折算为太阳日，称为平太阳日；相应的时间系统就称为平太阳时，也就是世界时（UT）。这实际上是以地球自转周期作为时间间隔标准；如果地球自转是绝对稳定的，那就没有问题。可是随着授时工具（钟）的不断改进，在20世纪初期就从天文观测中发现地球自转周期不够稳定。
自1960年起，科学家开始用原子钟来记录时间。后来发现以铯原子的同位素制造的原子钟稳定性最好。据说现在最精确的钟表是氢原子钟。其精度为1千万年误差1秒钟，非常精确。铯原子钟的精度为约162000年相差1秒钟，虽然从精度上来说不如氢原子钟，但就实用和商业角度而言，铯原子钟已成为世界各国的钟表标准器。
原子钟也不断在改进，但不会是绝对稳定的，因此还要寻找更稳定精确的时间标准。1982年，发现了第一颗毫秒脉冲星，即快速自转的中子星，其自转周期为毫秒量级或更短。经初步研究后发现它们的自转周期非常稳定，其稳定程度可达到原子钟水平；于是几年后就有人提出是否可考虑建立以毫秒脉冲星作为时间计量的新标准。科学家们一面寻找更多更稳定的新毫秒脉冲星，一面建立实现用脉冲星计时的理论和技术。20年来已取得了很大进展。已发现几十颗毫秒脉冲星，其中稳定度很高的十几颗，可以考虑作为脉冲星计时的候选对象，但是要实现脉冲星计时，现在还不成熟。
时间和空间关系如何
从物理学上来讲，时间是与空间、物质紧密相联的。时间是物质的一个特性，也是所有物质的一个共性。所有的空间、物质、能量都离不开时间，没有物质、能量、空间、运动，也就没有时间。
牛顿和以前的大多数科学家，都认为时间是绝对的，像一条均匀流淌着的长河。除太阳系中的行星等绕太阳转动外，遥远的恒星均匀静止地分布在无限平直的空间中，这就是牛顿等人的宇宙观。但理论上的研究和实际观测很快否定了这种观点。牛顿自己就是引力的发现者。恒星在相互引力作用下，不可能静止；随着恒星位置观测精度的提高，发现恒星也在运动（在天球上的移动称为自行）。星团、星系的发现，说明恒星不是均匀分布的。
19世纪末正式出现时间和空间结合的四维时空观，即其中三维是空间，一维是时间；1905年爱因斯坦的狭义相对论，正式提出时间的相对性，即两个不同运动速度的参考系中，时间快慢不同，并经实验证实。1915年，爱因斯坦在所提出的广义相对论中，进一步发挥了时间的相对性原理。存在引力场时，四维时空不再是平直的欧几里得空间，而是弯曲的黎曼空间。在此黎曼空间中的时间不仅同运动有关，也同在引力场中的位置有关。
时间是否有起点和终点
时间既然同空间和运动以及引力场有关，那时间是否有起点或终点?时间是否会倒转?这些问题要从整个宇宙的演化谈起。
经过多年的观测和讨论，科学家们到20世纪后半叶，才大致倾向于认为：我们所看到的宇宙起源于一次大爆炸，由此产生极高温度和密度，然后迅速膨胀，温度和密度逐渐降低，逐步出现介子、中子等；当温度降到100万K时出现轻的原子核，再逐步出现化学元素；一直降到绝对温度4000K左右，星云、恒星、星系等才相继形成。
这种大爆炸膨胀宇宙学有一定的观测根据。首先是在1929年，美国天文学家哈勃观测星系的光谱，发现其中谱线不在标准位置，而是所有谱线都向红色一端移动，这种现象简称为“红移”。按物理学中的有关原理，红移表明此星系在远离我们而去，而且红移大小与远离速度成正比。哈勃还将已知距离的星系同红移大小比较，发现星系的距离与其红移也成比例。说明越远的星系，远离我们的速度越大。这就是著名的哈勃定律。经过几十年的大量星系和类星体的观测研究，证实了哈勃定律是正确的，并作为宇宙正在膨胀的证据。
科学家们根据广义相对论原理，建立了大爆炸膨胀宇宙的理论模型和相应的宇宙动力学。理论计算结果，在100多亿年前，宇宙大爆炸开始的瞬间，是宇宙动力学的一个起点；那时四维时空宇宙是一个点，就是宇宙诞生之时，也就是时间的起点。在此之前，无法定义时间。几十年来，很多科学家从理论和观测两方面试图来确定宇宙年龄。首先，宇宙年龄肯定比任何一种天体的年龄大。现在所知年龄最大的是球状星团，其中最老的球状星团年龄为150亿年，这应该是宇宙年龄的一个下限。
另外，宇宙由于自身的引力，膨胀的速度一定在不断减慢，故若用现在观测到的速度值反推到诞生时所需的时间，一定比宇宙的实际年龄大，是一个上限。由于计算宇宙膨胀速度值需要大量的遥远天体观测资料，多年来所得结果各不相同，直到2002年才得到公认结果：出乎大家意料，这个上限值是138亿年!这个矛盾最近用宇宙膨胀速度在加快来解释，而加快的原因是存在暗能量，这也是一个谜，有待进一步研究。
时间是否有终点?按照广义相对论的理论模型，我们现在的宇宙四维时空有界而无边。但继续膨胀下去，结果如何?目前尚无定论。如果继续无限膨胀，则时间没有终点；也有可能膨胀到一定时间，再不断收缩，甚至坍缩到一点，那时也就是时间的终点。这仅是一种可能性，要根据今后观测资料定出的宇宙动力学常数来确定。
关于时间倒转问题，现在纯粹是理论上的讨论。在量子宇宙学中，对于非常特殊的边界条件，有所谓“虫洞”解；相当于时间隧道，似乎穿过虫洞，可以进入过去的世界。这在一些科幻小说和影视作品中多有描述，但在现实宇宙中是否存在，无法肯定。