Der Übergang – ein Paradigmenwechsel – von der klassischen Mechanik zur relativistischen Mechanik wird vollzogen. Raum und Zeit sind nicht mehr getrennt, sondern als eine Einheit begriffen: sie werden zur Raumzeit. Es wird erkannt, dass bei sehr hohen Geschwindigkeiten – etwa nahe der Lichtgeschwindigkeit – die Messung des Ortes eines bewegten Partikels wird von der Messung der Zeit abhängig. Die Länge ändert sich mit der Zeit. Dieses Phänomen lässt sich mithilfe von Einsteins Relativitätstheorie mathematisch präzise erfassen. Diese Prozesse werden in Modellen beschrieben, in denen Ort und Zeit zu einem gemeinsamen Begriff des Ereignisses verschmelzen. Ein Ereignis kann – je nach Bezugssystem – verschiedene Koordinaten annehmen. Ort und Zeit verlieren ihre absolute Gültigkeit; sie hängen von der Perspektive des Beobachters ab. Dies wird in einer Theorie von Hans Reichenbach beschrieben. Die Modelle bestehen aus Ereignissen und Weltlinien– also aus Bahnen, die Partikel in der Raumzeit durchlaufen. Durch geeignete Hypothesen werden diese Elemente zu einer konsistenten Struktur verknüpft: zur Raumzeit als theoretischer Einheit. Diese neue Begrifflichkeit erlaubt es, die klassische Kinematik zur relativistischen Kinematik zu verallgemeinern. Die Galilei-Invarianz wird durch die Lorentz-Invarianz – eine neue Art von Symmetrie – ersetzt. Zur Veranschaulichung beginnt die Modellbildung idealisiert: mit Raumstationen im All, die Signale aussenden und empfangen, um Ereignisse in der Raumzeit zu bestimmen. Diese abstrakten Szenarien helfen, die komplexen Konzepte greifbar zu machen. Auch die relativistische Mechanik erfüllt alle zentralen Anforderungen an eine wissenschaftliche Theorie: Sie ist formal klar, empirisch überprüfbar, modellgestützt und theoretisch kohärent.