尽管菲茨杰惹作出的努力很有价值，但是以太概念和绝对运动最终被否定，而他所提出的运动物体产生长度缩短效应的观点仍有效。某物体随其运动速度的增加而其长度缩短，这是相对论的一个重要的结果，而相对论则是菲茨杰惹试图驳斥的，但是最终得出的结果是他始料不及的。收缩只发生在运动方向上（当然是相对运动），而且只有在接近光速时才十分明显。事实上，一个物体必须以光速的八分之七的速度运动，其长度才能缩短为其其余长度的一半，如果物体的运动速度只有光速的一半，那么该物体的长度只会缩短八分之一左右。请记住，目前我们最快的宇宙飞船的速度只有光速的五千分之一。因此，以这样的速度运行，其缩短程度几乎微不足道。地球绕太阳公转的速度只有光速的万分之一，所以地球的赤道直径只缩短了205英尺（62.5米），只有一个足球场长度的三分之二，而地球赤道的直径有14万个足球场那么大。
运动物体长度缩短只在运动的方向上产生，这个事实产生了有趣的结果，如果一个6英尺高的人站在一个以接近光速作水平运动的平台上，这个人会不断变胖，但其身高仍然是6英尺。而如果这个人以光速运动，则他会变得很瘦，瘦得看不见（这种现象让节食减肥者大惑不解）。
质量有多大
不仅长度，而且质量都随速度的变化而变化。这是狭义相对论的又一个结论。质量是物体拥有的物质量，质量和重量不是一码事，但往往将它们看作可以互相替用（重量是作用在物体上的引力的量度。在月球上，因为月球的引力较小，所以人的重量只有其在地球上的六分之一。在外层空间，人会失重，而物体的质量则不变）。
速度增加时，物体的质量也会增加。拿高尔夫球来说，放在球座时的质量要小于球在空中飞起时的质量。人坐下来看电视时的质量小于他乘电视播放广告时起身去冰箱拿点心时的质量。如同长度一样，以上述很低速度运动的物体，其质量的变化很小，小得即使我们采用最先进的技术几乎测量不了。而物体以接近光的速度运动时，其质量将明显增加，因为质量随速度的增加而增加（这一点与长度变化正好相反）。质量变化公式是菲茨杰惹收缩公式的倒数，即：
为了使物体质量增加一倍，其运动速度必须达到光速的八分之七。目前任何飞行器或者大的物体都无法达到这一速度。但是亚原子粒子能够达到这一速度。粒子加速器已将电子的速度加速到光速的99.9999999％以上。它们的质量为原来的4万多倍，以光速运动的电子，其质量将无穷大。
为什么质量会随速度的增加而增加呢？让我们用下述方式来分析一下：物体获得能量后，其运动速度增加，若速度远低于光速，则这些能量几乎完全变为运动，如果速度接近光速，那么，越来越多的能量就变成质量，也就是说越来越少的能量变成物体的运动。若以光速运动，则所有的能量都加到物体上而变成质量，不会再有能量变为运动，物体的速度不会继续增大，其质量无穷大。
质量－－能量转换
上述概念明确地揭示了质量和能量之间的关系。在经典物理学中，物质和能量是分开的而且是分立的、性质不同的实体。质量占空间，能量不占空间。给定一个引力场，质量有重量，而能量没有重量。狭义相对论不这样区分质量和能量，它将质量和能量看作一块钱币的两个等效面，一方可转换成另一方，正如电能和热能互相转换一样。
爱因斯坦的著名方程：E＝mc2（式中E为能量，m为质量，c为光速）清楚地表明了这种等效性，公式中将光速作为转换因子，表明在给定的质量中能获得多少能量。其数量很大。而实际上整个人类全年所用能量的质量当量只有几吨，即一头小象的重量。
在普通化学反应或非核化学反应中，只有几乎可以忽略不计的质量转换为能量。例如：汽车发动机内的1加仑汽油燃烧可行驶30英里（48公里），但是，一滴汽油只有三万分之一转换为能量，其余汽油仍然为质量，即汽油燃烧过程的生成物。一般来说，在非核反应中，质量中转换成能量的部分太少，因而无法测量。事实上，科学家们有理由确信在化学反应中没有质量损失，因此，他们系统地阐述了质量守恒定律，也就是说，质量不会创生，也不消灭，质量只是发生变化而已。可以将纸烧掉，但燃烧后的灰和烟的重量和纸的重量一样（质量相同）。
核时代是从1896年发现放射现象开始的，后来又发现核裂变（见于原子弹和核反应堆）和核聚变（见于氢弹和各种天体的能源），所有这些情况都是核反应。原子核发生变化，而周围的电子壳层不发生变化，释放大量能量，很容易测出损失的质量，质量转换为能量必定遵循爱因斯坦的方程式E＝mc2。
随着核时代的发展，必须将质量转换定律改为质量-能量转换定律，质量可以消灭，或者更确切地说是将质量变为能量，但是该系统中总的质量和能量仍然一样。
在核反应中损失的能量作为质量令人难以置信地释放出来，这一现象帮助人们解释了科学上的一个大难题：即太阳所释放的巨大能量来自何方。远在19世纪中期，地质学家就认识到地球和太阳至少有几亿年的历史，然而，根据燃料常规燃烧所作的各种计算来看，太阳的历史几乎不可能那么长。著名的物理学家洛德·开尔文推测太阳的寿命最多为3000万年。
现在，我们都知道太阳的寿命为46亿年，为什么太阳能释放出这样大的能量，而且在这样漫长的岁月里燃料还没用完？核聚变正如E＝mc2方程式所示的那样，质量变成能量。实际上，太阳燃料若按现在的速率燃烧，则耗尽太阳质量至少还要46亿年。
有一种有趣的想法，即是否可能出现逆转？能量能否转换为质量？答案是肯定的，能量能转换成质量。利用高能粒子加速器已经在实验室的小范围内做到这一点（这类创新性试验详见《揭示物质秘密的艰难历程》一文）。质量很小的物体由大量能量构成，这也是根据E＝mc2方程式得出的。大约在150亿年前，在大得多的范围内，质量由一种密度大得难以想象的持续膨胀的能量球形成。这就是宇宙的创生。
什么时间了？
在狭义相对论中，另一个也许最令人感兴趣的方面是时间随着速度的增加而减少，《空间和时间旅行》一文已谈到这种现象，这种现象叫时间膨胀。将原子钟这种精度很高的计时器装在喷气式飞机和火箭上的经验已证明确实存在时间膨胀，飞行结束后，将飞机与火箭上的原子钟与留在地球上的原子钟作比较可见原子钟记下的消逝的时间，前者少于后者。飞行器速度越快，时间慢得越多。正如长度的变化一样，菲茨杰惹收缩中已谈到时间减慢。
我们从上述公式可知，物体运动速度接近光速时，其变化才明显。以十分之一的光速运行，时钟的计时只减慢5％，以光速的八分之七的速度运行，时钟的计时将减少一半，以光速运行，时间计时减为零。目前世界上飞得最快的宇宙飞船（其时速超过40多英里/秒），其计时只减慢亿分之二，即在一年半多的时间里，时间减慢还不到1秒钟。
时间减慢这个概念似乎与狭义相对论相抵触。例如：我们以物理学家所说的“孪生佯谬”或“时钟佯谬”现象为例。玛丽和贝蒂是孪生姐妹，在她们30岁生日那天，玛丽决定到宇宙中最明亮的天狼星A去旅行，她乘坐的宇宙飞船的速度是光速的八分之七，以这一速度飞行，对她来说，宇宙飞船上的计时与地球上的计时相比减少了一半，按地球上的计时，她一个来回花了约20年，玛丽回到家里，发现她的孪生姐姐头上的白发和皱纹比她的多，玛丽毕竟只有40岁，而贝蒂已经50岁了。时钟也可以显示出这种时间差异。
如果运动能够造成时间减慢，难道不能将时间作为长期以来一直在寻求的衡量绝对运动的参考系吗？如果玛丽比贝蒂年轻，或者宇宙飞船上的时钟表明旅行的时间消逝少，那么毕竟说明她处于运动状态，而不是贝蒂处于运动状态。运动不是相对的，而是绝对的。
更令人困惑的是，根据狭义相对论，可以说玛丽的宇宙飞船静止不动，而地球和宇宙的其他部分以八分之七于光速的速度离开玛丽的宇宙飞船。既然这样，对留在地球上的贝蒂来说时间会减慢，而她将会是年轻10岁的妹妹。