Το τι είναι ο χωροχρόνος είναι μια δύσκολη ερώτηση που έχει προβληματίσει φιλοσόφους και φυσικούς για αιώνες, τόσο ως τα ανεξάρτητα ερωτήματα του τι είναι ο χώρος και ο χρόνος ως ξεχωριστές οντότητες όσο και ως η ενιαία οντότητα του χωροχρόνου. Απάντηση στο ερώτημα αυτό μπορούμε να δώσουμε μόνο στα πλαίσια της εκάστοτε θεώρησης, αρχικά στα πλαίσια της Νευτώνειας φυσικής, μετά στα πλαίσια της Σχετικότητας και τέλος στα πλαίσια των σύγχρονων θεωριών που προσπαθούν να μας δώσουν μια ενοποιημένη θεωρία για τα πάντα, μέσω μιας κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας. 

Αρχικά, στα πλαίσια της Νευτώνειας φυσικής και μέχρι και την Ειδική Σχετικότητα, ο χωροχρόνος είναι το απόλυτο σκηνικό πάνω στο οποίο διαδραματίζονται τα πάντα. Η μόνη διαφορά του Νευτώνειου χωροχρόνου από τον χωροχρόνο της Ειδικής Σχετικότητας είναι ότι στη μεν πρώτη περίπτωση τόσο ο χώρος όσο και ο χρόνος ανεξάρτητα είναι απόλυτοι, στη δε δεύτερη ο χωροχρόνος έχει απόλυτο χαρακτήρα μόνο ως μια αδιαίρετη οντότητα, ενώ το κάθε ένα από τα στοιχεία του, χώρος ή χρόνος εξαρτώνται από τον εκάστοτε παρατηρητή. 

Στη Γενική Σχετικότητα ο χωροχρόνος από ένα αδρανές αμέτοχο υπόβαθρο γίνεται ένα ενεργό δυναμικό αντικείμενο που συμμετέχει και συνδιαμορφώνει τα δρώμενα και διαμορφώνεται με τη σειρά του από αυτά. Ο χωροχρόνος αποκτά και άλλες εσωτερικές ιδιότητες, όπως η καμπυλότητα, που μπορεί να συσχετιστεί με την ελαστικότητά του ως δυναμικό ελαστικό μέσο. 

Μέχρι και τα πλαίσια της Γενικής Σχετικότητα, ο χωροχρόνος δεν έχει δομικά συστατικά από τα οποία να αποτελείται, παρά μόνο ιδιότητες. Είναι ένα πράγμα, μία οντότητα. Η εικόνα αυτή αλλάζει στα πλαίσια των πιο σύγχρονων θεωριών και της κβαντικής θεώρησης της βαρύτητας. Ανάλογα με το ποια μπορεί να είναι η αγαπημένη σου προσέγγιση, ο χωροχρόνος όπως τον αντιλαμβανόμαστε μακροσκοπικά δεν είναι μία θεμελιώδης οντότητα, αλλά μια αναδυόμενη μορφή, όπως ένα ρευστό ή ένα ελαστικό στερεό που μοιάζει να είναι ένα συνεχές μέσο αλλά στην πραγματικότητα αποτελείται από πολλά μικροσκοπικά άτομα που δεν μπορούμε να διακρίνουμε σε μεγάλη κλίμακα, αλλά που οι ιδιότητές του, όπως και για το ρευστό ή το στερεό, εξαρτώνται από τις ιδιότητες των δομικών συστατικών του. Το πεδίο αυτό της έρευνας είναι ακόμα εντελώς ανοιχτό και έτσι δεν μπορεί να πει κανείς ποια είναι αυτά τα θεμελιώδη δομικά συστατικά, αλλά υπάρχουν διάφορες προτάσεις, όπως είναι για παράδειγμα οι χορδές και οι βρόγχοι που προτείνουν αντίστοιχα η θεωρία των χορδών και η κβαντική θεωρία βρόχων, για να αναφέρουμε δύο παραδείγματα.    

Τέλος, σχετικά με την ερώτηση του αν ο χωροχρόνος δημιουργεί νέο χώρο όταν διαστέλλεται, η αντίληψη αυτή του τι σημαίνει “διαστολή” είναι μια αντίληψη που προκύπτει από την καθημερινή μας εμπειρία που μας παραπλανεί. Στην καθημερινότητα, τεντώνουμε ένα λάστιχο ή φουσκώνουμε ένα μπαλόνι και το βλέπουμε να μεγαλώνει μέσα στον χώρο των τριών διαστάσεων και έτσι έχουμε συνδέσει τη διαστολή με αυτή τη διόγκωση μέσα στις τρεις διαστάσεις. Αλλά όταν μιλάμε για διαστολή του χωροχρόνου ή διαστολή του Σύμπαντος, δε μιλάμε για αυτό. Μιλάμε για μεταβολές των εσωτερικών ιδιοτήτων του χωροχρόνου και όχι για μεταβολές εξαιτίας της εμβάπτισής του μέσα σε έναν χώρο μεγαλύτερης διάστασης, όπως το λάστιχο ή το μπαλόνι. Ο τετραδιάστατος χωροχρόνος δε χρειάζεται να είναι μέσα σε έναν άλλο χώρο μέσα στον οποίο να διαστέλλεται*. Η διαστολή/συστολή εκφράζει την εσωτερική αλλαγή στην κλίμακα του χώρου, δηλαδή στις ιδιότητες που σχετίζονται με τη μέτρηση αποστάσεων, που προκύπτει επειδή ο χωροχρόνος μπορεί να είναι δυναμικός. Αυτή η ιδέα της σύνδεσης της διαστολής με το “μεγάλωμα” και τη δημιουργία χώρου λοιπόν, είναι απλά η προκατάληψη της καθημερινής μας εμπειρίας με πράγματα χαμηλότερης διάστασης μέσα σε έναν τρισδιάστατο χώρο. Το Σύμπαν διαστέλλεται χωρίς να χρειάζεται να διαστέλλεται μέσα σε κάτι άλλο και έτσι δε χρειάζεται να “μεγαλώνει” καταλαμβάνοντας περισσότερο από αυτό το άλλο.      

* Ένα άλλο παράδειγμα είναι η καμπυλότητα. Η καμπυλότητα είναι εσωτερική του ιδιότητα που εκφράζει εγγενείς γεωμετρικές του ιδιότητες (όπως το ότι το άθροισμα των γωνιών ενός τριγώνου μπορεί να είναι μεγαλύτερο από 180 μοίρες).