Στη φυσική, ο χωροχρόνος είναι οποιοδήποτε μαθηματικό μοντέλο που συνενώνει τις τρεις διαστάσεις του χώρου και τη μία διάσταση του χρόνου σε ένα ενιαίο τετραδιάστατο συνεχές. Τα διαστημικά διαγράμματα είναι χρήσιμα στην απεικόνιση και κατανόηση των σχετικιστικών επιδράσεων, όπως το πώς αντιλαμβάνονται οι διαφορετικοί παρατηρητές πού και πότε συμβαίνουν τα γεγονότα. Εξήγηση Μέχρι τη στροφή του 20ου αιώνα, η υπόθεση ήταν ότι η τρισδιάστατη γεωμετρία του σύμπαντος (η περιγραφή του από άποψη θέσεων, σχημάτων, αποστάσεων και κατευθύνσεων) ήταν διαφορετική από το χρόνο (η μέτρηση του πότε συμβαίνουν τα γεγονότα στο σύμπαν ). Εντούτοις, η ειδική θεωρία της αλληλεπίδρασης του Albert Einstein, 1905, θεώρησε ότι η ταχύτητα του φωτός μέσα από τον κενό χώρο έχει μια ορισμένη τιμή - μια σταθερά - που είναι ανεξάρτητη από την κίνηση της πηγής φωτός. Οι εξισώσεις του Αϊνστάιν περιγράφουν σημαντικές συνέπειες αυτού του γεγονότος: Οι αποστάσεις και οι χρόνοι μεταξύ ζευγών γεγονότων ποικίλλουν όταν μετριούνται σε διαφορετικά αδρανή πλαίσια αναφοράς (ξεχωριστά σημεία πλεονεκτήματα που δεν υπόκεινται σε δυνάμεις g αλλά έχουν διαφορετικές ταχύτητες). Η θεωρία του Αϊνστάιν ήταν πλαισιωμένη από την άποψη της κινηματικής (η μελέτη των κινούμενων σωμάτων) και έδειξε πως ο ποσοτικός προσδιορισμός των αποστάσεων και των χρόνων ποικίλει για τις μετρήσεις που έγιναν σε διαφορετικά πλαίσια αναφοράς. Η θεωρία του ήταν μια σημαντική πρόοδος έναντι της θεωρίας των ηλεκτρομαγνητικών φαινομένων του Lorentz του 1904 και της ηλεκτροδυναμικής θεωρίας του Poincaré. Αν και αυτές οι θεωρίες περιελάμβαναν εξισώσεις παρόμοιες με εκείνες που εισήγαγε ο Αϊνστάιν (δηλαδή ο μετασχηματισμός Lorentz), ήταν ουσιαστικά ad hoc μοντέλα που προτείνονταν να εξηγήσουν τα αποτελέσματα διαφόρων πειραμάτων - συμπεριλαμβανομένου του διάσημου πειράματος συμβολόμετρου Michelson-Morley - παραδείγματα. Το 1908 ο Hermann Minkowski - ένας από τους καθηγητές μαθηματικών ενός νεαρού Αϊνστάιν στη Ζυρίχη - παρουσίασε μια γεωμετρική ερμηνεία της ειδικής σχετικότητας που συντήκνυε τον χρόνο και τις τρεις χωρικές διαστάσεις του χώρου σε ένα ενιαίο τετραδιάστατο συνεχές γνωστό τώρα ως χώρος του Minkowski. Ένα βασικό χαρακτηριστικό αυτής της ερμηνείας είναι ο ορισμός ενός διαστημικού χρόνου που συνδυάζει απόσταση και χρόνο. Αν και οι μετρήσεις της απόστασης και του χρόνου μεταξύ των συμβάντων διαφέρουν για τις μετρήσεις που έγιναν σε διαφορετικά πλαίσια αναφοράς, το διάστημα διαστημικού χρόνου είναι ανεξάρτητο από το αδρανειακό πλαίσιο αναφοράς στο οποίο καταγράφονται. Η γεωμετρική ερμηνεία της σχετικότητας του Minkowski ήταν να αποδειχθεί ζωτικής σημασίας για την εξέλιξη του Αϊνστάιν της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του 1915, όπου έδειξε πώς η μάζα και η ενέργεια καμπυλώνουν αυτόν τον χωροχρόνο σε μια ψευδο-Ριμάνινα πολλαπλή. [Βαρύτητα] |