모든 물리적 변화의 속도가 중력에 의해 변한다면, 그것이 곧 시간의 변화다. 물리적으론 상태 변화가 시간지연 현상이다.
시간을 '독립적이고 절대적인 실체'로 본다면, 중력에 의한 변화는 단지 물질의 에너지 상태가 변하는 현상일 뿐이다. 그러나 시간이 물질의 붕괴(Decay)나 진동에 기반하고 모든 물리적 변화의 속도가 중력에 의해 변한다면, 그것이 곧 시간의 변화다. 물리적으론 상태 변화가 시간지연 현상이다. 위성에 탑재된 원자시계는 지구 중력에 의한 위치 에너지가 약하기 때문에 지상의 시계 보다 빠르다. 이때 사용하는 원자시계의 종류가 달라도 원자의 고유한 진동수를 기준으로 하기에 중력에 의한 시간 보정값은 동일하게 적용된다. 현대 물리학에서 시간은 공간과 분리될 수 없는 4차원의 한 축이다. 중력이 공간을 휘게 하면 그 공간 안에서 일어나는 모든 사건의 '간격(Interval)'이 변하게 되는데, 이 간격의 변화를 '시간 지연(Time Dilation)'이라고 한다. 만약 중력이 특정 물질의 반응에만 영향을 준다면 그것은 단순한 '물리적 방해'겠지만, 중력은 공간의 기하학적 구조 자체를 왜곡한다. 질량(mass)이 없는 빛도 중력이 공간 자체를 왜곡시키기 때문에 휘어진 공간을 따라 진동하며 움직인다. 빛이 움직이는 공간이 시공간이다.
모든 에너지는 중력에 똑같이 반응한다. 중력장 내에서는 시공간 곡률이 물질의 에너지 상태를 변화시킨다. 질량이 있는 물체가 시공간 곡률 내에 놓이게 되면, 물체가 가진 에너지의 총량과 분포에 영향을 미치에 되어 위치 에너지 차이로 인해 물체의 에너지(potential energy)가 변한다. 에너지 상태 변화는 질량-에너지 변화를 의미하며, 이는 중력에 의한 붕괴 경로나 속도에 영향을 준다. 이는 질량과 에너지는 등가이며(mass-energy equivalence, E=mc^2), 중력장 내에서의 시공간 곡률이 물질의 에너지 상태를 변화시키기 때문이다. 물체가 서로 가까워지면 중력장 내 시스템의 위치 에너지(Potential Energy)가 감소하며 에너지가 줄어든다. 에너지가 줄어들면, 등가 원리에 따라 전체 시스템의 질량도 줄어든다. 즉, 질량이 있는 물체가 중력의 영향으로 움직이는 것은 더 낮은 에너지 상태로 질량-에너지가 안정화되는 과정이다. 중력에 의해 원자의 반응, 생체 대사, 빛의 진동 등 모든 물리적 프로세스가 동일한 비율로 변한다.
빛의 에너지는 진공에서 거리에 따라 손실되지 않고 유지된다. 빛은 진공에서 물질과 상호작용하지 않기 때문에, 에너지를 잃지 않고 영원히 이동할 수 있다. 빛은 진공에서 에너지를 잃지는 않지만, 거리가 멀어질수록 퍼져나가기 때문에 단위 면적당 도달하는 빛의 에너지(Intensity)는 거리의 제곱에 반비례하여 감소한다. 이는 빛 자체의 에너지 손실이 아닌 '공간적 확산'에 의한 것이다. 진공 상태에서 빛은 에너지를 손실하지 않으나, 확산에 의해 강도가 약해진다. 일반적인 진공이 아닌 우주 공간에서 빛이 아주 먼 거리를 이동할 때, 우주 팽창에 의해 파장이 길어지는 '적색편이(Redshift)' 현상이 일어나며, 이 경우 빛의 에너지가 감소한다.
방사성 원소의 붕괴량(붕괴율)은 진공 여부와 무관하게 일정(고유 반감기)하다. 우라늄과 같은 방사성 핵종의 붕괴(radioactive decay)는 외부 환경(압력, 온도, 물질의 유무)에 영향을 받지 않는 핵자(Nucleon) 내부의 성질이다. 진공 상태에 둔다고 해서 붕괴가 멈추거나 빨라지지 않으며, 고유한 반감기에 따라 동일하게 붕괴한다. 우라늄 붕괴는 원자핵의 불안정성에서 발생하며, 진공은 주위의 방해 입자가 없다는 것을 의미할 뿐 방사성 붕괴 메커니즘을 바꾸지 않는다. 방사성 붕괴는 핵 내부의 강력한 힘에 의해 제어되는 현상이므로 중력은 이론적으로 시공간의 왜곡을 통해 방사성 붕괴의 겉보기 속도(에너지 방출 속도)를 변화시킬 수 있으나, 양자 세계(Planck Scale)보다 훨씬 큰 거시적 수준에서 작용하기에 미시적 규모의 방사성 붕괴에 영향을 미치지 않는다. 원자핵 표면의 한쪽과 다른 쪽 사이의 곡률 차이가 플랑크 스케일에 근접하면 핵 단위에서 공간이 극도로 뒤틀린다. 플랑크 스케일 수준의 강력한 공간 왜곡은 핵 구조에 물리적인 변형(신축)을 일으킬 수 있다. 이는 원자 시계의 핵심인 "정밀한 진동"을 불안정하게 만들어 시계의 작동 자체가 어려울 수 있다.
중력장 내에서 모든 물리적 변화(우라늄 붕괴, 빛의 진동, 세포 노화 등)가 동일한 비율로 변한다면, 물리적 시간 자체가 변하는 것과 다름없다. 그러나 중력은 핵분열이나 핵융합 과정 자체(핵력)에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 시간은 물리적으로 정의(Operational Definition)하기 어렵고, 시계는 시간이 아니다. 서로 다른 위치에서 측정된 중력 변화(시간 지연)는 단순히 그 위치에서의 측정값일 뿐, 직접 비교하지 않고는 상대적 차이를 알 수 없다. 중력에 의한 상대적인 변화량은 서로 만나지 않으면 비교할 수 없고, 만나게 되면 각각의 시계 측정값(물리량)이 다를 뿐이다.