Espacio-tiempo

Donde el espacio codifica las distancias invariantes entre objetos, el espacio-tiempo describe los intervalos invariantes entre eventos. Un evento es cualquier cosa que sucede en un punto particular de espacio e instante de tiempo. En lugar de describir los puntos con coordenadas (x,y,z)(x, y, z)(x,y,z), se describen los eventos utilizando las coordenadas (x,y,z,ct)(x, y, z, c, t)(x,y,z,ct), donde la ccc es la velocidad de la luz. La razón para usar ccc específicamente se aclarará más adelante, pero tenga en cuenta que ccc tiene unidades de longitud/tiempo y ttt tiene unidades de tiempo, por lo que ctc tct tiene unidades de longitud, al igual que xxx, yyy y zzz.

Einstein dijo que lamentaba llamar a su principio «principio de relatividad», ya que el» principio de invariancia » capta mejor la importancia de la idea. La parte importante no es que el tiempo y el espacio individualmente sean relativos, sino que la forma en que difieren para diferentes observadores siempre deja a Δs2\Delta s^{2}Δs2 igual.

De estos problemas vemos que Δs2\Delta s^{2}Δs2 puede ser positivo, negativo o 0 para eventos distintos, a diferencia de d2d^{2}d2 que siempre es positivo para objetos distintos.

Los eventos con Δs2=0 \ Delta s^{2} = 0Δs2 = 0 se denominan separados como luz; eventos con Δs2<0\Delta s^{2} < 0Δs2<0 se denominan timelike separados. Estos eventos están relacionados causalmente. Definen el cono de luz, representado aquí. Aquí, el tiempo se representa como la dirección vertical y dos dimensiones espaciales se representan horizontalmente (ya que representar todas las dimensiones 3+1 sería difícil). La superficie del cono es todos los puntos con Δs2=0 \ Delta s^{2} = 0Δs2 = 0 en relación con el punto en el centro del cono. El interior del cono cubre todos los eventos separados de tiempo. Los eventos fuera del cono, con Δs2>0\Delta s^{2} > 0Δs2>0, se llama spacelike separados. Estos eventos no tienen relación causal. Nada fuera del cono de luz puede afectar el punto en el centro del cono, o viceversa