根據廣義相對論中空間與時間維度能夠相互轉換的理論，時間可以轉換成空間米，這個空間米被定義為以鉑原子鐘測量的0.000000003335640952秒走過的距離；它實際上也就是歷史上米的定義——儲存在巴黎的特定鉑棒上的兩個刻度之間的距離。

廣義相對論還預言了當大質量恆星耗盡了它的核燃料後會向自身塌縮。霍金進一步證明了它們會繼續塌縮直至達到無限密度的奇點。霍金指出，至少對於該恆星來說這個奇點即是時間的終點。而奇點的引力場太強了，甚至連光線都無法逃逸。光都不能從那裡逃逸的區域就叫做黑洞，黑洞的邊界叫做事件視界。任何掉進黑洞事件視界的人或物體都在奇點處達到時間的終點。在經典廣義相對論中預言奇點將會發生，說奇點是空間與時間的具有無限曲率的一點，空間與時間在該處完結。霍金與彭羅斯的一些定理也曾指出，時空向它自身彎曲的事實表明，必須存在奇性，也就是時空具有一個開端或終結的地方。

霍金在1974年以後轉向研究量子引力論，提出過空間與時間在普朗克尺度（10 -33釐米）下不是平坦的，而是處於一種泡沫的狀態，並且由於在量子引力中因果性受到破壞，因而不存在純態而具有量子引力論中的統計性。1980以後他興趣轉向了量子宇宙論。

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