| p:abstract
| - In physics, spacetime is any mathematical model that combines space and time into a single construct called the spacetime continuum. Spacetime is usually interpreted with space being three-dimensional and time playing the role of the fourth dimension. According to Euclidean space perception, the universe has three dimensions of space, and one dimension of time. By combining space and time into a single manifold, physicists have significantly simplified a large number of physical theories, as well as described in a more uniform way the workings of the universe at both the supergalactic and subatomic levels.
In classical mechanics, the use of Euclidean space instead of spacetime is appropriate, as time is treated as universal and constant, being independent of the state of motion of an observer. In relativistic contexts, however, time cannot be separated from the three dimensions of space because the rate at which time passes depends on an object's velocity relative to the speed of light, and also the strength of intense gravitational fields which can slow the passage of time, and as such is dependent on the state of motion of the observer and is therefore not universal. (en)
- El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad y otras teorías físicas. El nombre alude a la necesidad de considerar unificadamente la localización geométrica en el tiempo y el espacio, ya que la diferencia entre componentes espaciales y temporales es relativa según el estado de movimiento del observador. De este modo, se habla de continuo espacio-temporal. Debido a que el universo tiene tres dimensiones espaciales fisicas observables, es usual referirse al tiempo como la "cuarta dimensión" y al espacio-tiempo como "espacio de cuatro dimensiones" para enfatizar la inevitabilidad de considerar el tiempo como una dimensión geométrica más. La expresión espacio-tiempo ha devenido de uso corriente a partir de la Teoría de la Relatividad especial formulada por Einstein en 1905. (es)
- Die Raumzeit oder das Raum-Zeit-Kontinuum bezeichnet in der Relativitätstheorie die Vereinigung von Raum und Zeit in einer einheitlichen vierdimensionalen Struktur, in welcher die räumlichen und zeitlichen Koordinaten bei Transformationen in andere Bezugssysteme miteinander vermischt werden können. Zwar lässt sich ein absolut gültiger Abstandsbegriff für Raumzeitpunkte („Ereignisse“) definieren, jedoch ist es vom Bewegungszustand des Beobachters und der Anwesenheit von Masse und/oder Energie (z.B. in Feldern) abhängig, was davon als räumlicher und zeitlicher Abstand erscheint. Mathematisch gesehen bildet die Raumzeit eine pseudo-riemannsche Mannigfaltigkeit. (de)
- Aika-avaruus on neliulotteinen avaruus, jossa on kolme avaruudellista ulottuvuutta (pituus, leveys ja korkeus) ja yksi aikaulottuvuus. Maailmankaikkeus on efektiivisesti aika-avaruus. Suhteellisuusteorissa aika-avaruus on keskeinen käsite kuten intervalli, joka kuvaa tapahtumien välistä 'etäisyyttä' tässä aika-avaruudessa.
Suhteellisuusteoriassa aika-avaruutta voidaan kuvata valokartiolla, jossa origon alapuolella on menneisyys, yläpuolella tulevaisuus ja origossa nykyisyys. Menneen valokartion ulkopuoliset tapahtumat eivät ole voineet vaikuttaa origon tapahtumaan, eikä origon tapahtuma voi vaikuttaa tulevan valokartion ulkopuolisiin tapahtumiin, sillä tämä vaatisi informaation etenemistä valoa nopeammin.
Einsteinin teorialle on etsitty kokeellisesti vahvistusta 40 vuoden ajan, kunnes Nasa laukaisi vuonna 2004 Gravity Probe B -satelliitin kilometrin korkeuteen. Satelliitti kiersi maata 17 kuukautta ja mittasi teleskoopin ja gyroskooppien avulla yhtä tähteä. Nasa julkisti kokeensa tulokset vuonna 2007. Ne todistavat Einsteinin otaksumat avaruuden ja ajan poimuttumisesta yhteen aika-avaruudeksi todeksi. (fi)
- La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle qu'elle avait été définie par la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein. Celui-ci avait publié en 1905 un article consacré aux lois fondamentales de l'électromagnétisme Sur l'électrodynamique des corps en mouvement
Cette théorie est un des grands bouleversements survenus au début du dans le domaine de la physique. (Voir aussi le problème de « l'éther »).
Le continuum espace-temps comporte quatre dimensions : trois dimensions pour l'espace, x, y,et z, et une pour le temps, t.
Un événement se positionne dans le temps et l'espace par ses coordonnées ct, x, y, z qui dépendent toutes du référentiel.
Il est très difficile de s'imaginer que le temps ne soit pas le même suivant le référentiel dans lequel on le mesure et ceci est pourtant bien confirmé expérimentalement en particulier dans les accélérateurs de particules du CERN.
Le temps dépend du référentiel dans lequel il est mesuré et n'est donc pas absolu.
Il en va de même pour l'espace. La longueur d'un objet peut être différente selon le référentiel de mesure.
Seul l'espace-temps comme concept unifié, qui est mathématiquement un espace de Minkowski, existe dans l'absolu, tandis que ses composantes d'espace et temps en sont des aspects qui dépendent du point de vue (référentiel).
Le rapport entre les mesures d'espace et temps donné par la constante universelle c (vitesse de la lumière dans le vide) permet de décrire une distance d en terme de temps : d = ct
avec t le temps nécessaire à la lumière pour parcourir d.
Le Soleil est à 150 millions de kilomètres c'est-à-dire à 8 minutes-lumière de la Terre. En disant « minutes-lumière », on parle d'une mesure de temps multiplié par c, et on obtient une mesure de distance, dans ce cas-ci, des kilomètres. Autrement dit c sert à convertir des unités de temps en unités de distance. Kilomètres et minutes-lumière sont donc deux unités de mesure de distance.
Ce qui unifie espace et temps dans une même équation, c'est que la mesure du temps peut être transformée en mesure de distance (en multipliant t, exprimé en unités de temps, par c), et t peut donc de ce fait, être associé aux trois autres coordonnées de distance dans une équation où toutes les mesures sont en unités de distance. En ce sens on pourrait dire que le temps, c'est de l'espace ! (fr)
- Per spaziotempo (indicato anche come spazio-tempo o cronotopo) si intende uno spazio quadridimensionale, composto dall'usuale spazio a 3 dimensioni con il tempo come coordinata aggiuntiva.
Lo spazio-tempo è quindi un concetto fisico che combina le nostre classiche nozioni tradizionalmente distinte di spazio e di tempo in un solo costrutto unico e omogeneo. L'introduzione dello spazio-tempo è una conseguenza diretta della teoria della relatività ristretta che stabilisce un'equivalenza fra lo spazio e il tempo.
Così come nella nostra visione classica dello spazio le sue tre dimensioni componenti (avanti-dietro, destra-sinistra e alto-basso) sono equivalenti e omogenee fra loro e relative all'osservatore (ciò che viene considerato avanti o dietro da un osservatore può essere considerato destra o sinistra da un altro osservatore disposto diversamente), la visione relativistica assimila anche la dimensione temporale (prima-dopo) alle tre dimensioni spaziali, rendendola percepibile in modo diverso da osservatori in condizioni differenti.
I punti dello spaziotempo sono detti eventi e ciascuno di essi corrisponde ad un fenomeno che si verifica in una certa posizione spaziale e in un certo istante. Ogni evento è perciò individuato da quattro coordinate. In genere, per visualizzare le coordinate spaziali si usano tre coordinate cartesiane determinate dalla scelta di una terna di riferimento ortogonale; esse si possono denotare con le tre lettere diverse x, y e z oppure con le lettere dotate di indici (o deponenti, o pedici) \,x_1, x_2, x_3\,. Nel primo caso la coordinata temporale si indica con t, nel secondo con \,x_0\,. Le coordinate con indici hanno il vantaggio formale di consentire l'uso di indici correnti e quindi di espressioni sintetiche. Di solito per un indice che corre solo nelle dimensioni spaziali 1, 2 e 3 si usano lettere come i, j e k, mentre per gli indici spaziotemporali che corrono da 0 a 3 si usano lettere greche. Inoltre quando si studiano sistemi particolari (ad es. dotati di determinate simmetrie), per le dimensioni spaziali, invece delle coordinate cartesiane risulta conveniente usare ora le coordinate sferiche, ora le coordinate cilindriche, ora altre.
Se immaginiamo di osservare tutto lo spaziotempo dell'universo nella sua interezza, immaginando dunque di "uscirne fuori" per guardarlo, esso assomiglia, per ricorrere ad un utile metafora, ad un filone di pane o a un lungo fiume completamente ghiacciato, nel quale ci sono le linee d'universo degli oggetti: la lunghezza è la dimensione temporale; per lo spessore e la larghezza ci sono gli eventi così come sono disposti nello spazio. Ricordiamoci che noi qui vediamo tutto lo spaziotempo, e dunque tutto lo spazio esistente e tutto il tempo (perlomeno del nostro universo - vedi Dimensione parallela e Multiverso), sia trascorso che futuro. (it)
- 時空(じくう、英:spacetime)とは、時間と空間を合わせて表現する物理学の用語、または、時間と空間を同列に扱う概念のことである。
かつてニュートンは時間と空間は絶対的なものであるとした。空間とは物理現象が起きる入れ物であり、時間は宇宙のどこでも一様に刻まれるもの、と考えた。しかし、アインシュタインは相対性理論を構築し、時間と空間を合わせたものを四次元時空と呼び、四次元時空こそが物理学の対象だと導いた。具体的には、以前は独立に存在すると考えられていた時間と空間が、ローレンツ変換によって入り混じり(特殊相対性理論)、時間の進み方は運動状態の違う観測者では異なることが示された。
また、一般相対性理論によって、時空は物質の存在によって歪み、この歪みが重力の正体であることが説明された。どちらの概念も、現代物理学では標準として受け入れられている。
素粒子物理学や場の理論など現代の理論物理学では、さらに空間の次元を広げた高次元時空で基礎方程式を考えることで、数学的に矛盾をなくしたり、美しい形式としてまとめる工夫が行われている。この考えを発展させて、初期宇宙を考えるときに空間の次元を上げて高次元宇宙を考える試みが1980年代から積極的に行われている。また、1999年にリサ・ランドールとラマン・サンドラムによって提案されたブレーンワールドモデルは、『我々の住む4次元時空は、重力だけが伝播できる5次元時空中の膜のような4次元断面である』と考えることで、基本的な力のヒエラルキー問題を解決しようとする試みである。いずれも、余剰次元は、空間の次元である。
一般相対性理論と量子力学を融合する量子重力理論構築のステップとして、時空の量子化の手法がいろいろ試みられている。このような現状下にあり、本理論の範疇にある超弦理論は、有力な手法として期待されている。尚、不確定性原理を時空に当てはめるならば、時空の大きさがプランク長程度のものを考えるとき、時空自身は、存在時間がプランク時間程度で生成・消滅する物理的対象となる。このような描像は、時空泡(space-time foam)と呼ばれ、1955年にジョン・ホイーラーによって提案されているが、この時空泡が一般相対性理論と量子力学の両立を困難にしている本質である。これは従来の粒子を点として扱うことにより、不確定性原理の帰結として、上記のミクロスケールにおいて現出する量子的混乱状態であるが、超弦理論では、基本構成要素をゼロ次元の点粒子ではなく、1次元の"ひも"とすることにより、両立可能となる理論でもある。 (ja)
- Ruimte-tijd of tijdruimte is een begrip dat vier dimensies van ons universum beschrijft:
*3 dimensies in ruimte (lengte, breedte, hoogte)
*1 dimensie in tijd (duur)
Albert Einstein stelde in zijn speciale relativiteitstheorie dat het niet mogelijk is afzonderlijk over de begrippen ruimte en tijd te spreken, maar dat er enkel zoiets bestaat als ruimte-tijd. De tijd is daarbij een dimensie als de andere, die echter op menselijke schaal anders wordt ervaren. De vier dimensies worden ook in dezelfde eenheid gemeten: door de vaststaande lichtsnelheid is 299.792.458 meter hetzelfde als 1 seconde.
Na recent onderzoek in snarentheorie is het niet meer zeker dat ons universum uit slechts 4 dimensies bestaat: de wiskundige formules voorspellen tot 12 dimensies. Deze 'andere' 8 dimensies zijn niet door mensen waar te nemen doordat ze 'opgerold' zouden zitten in de kleinste deeltjes materie. De uiteindelijke werkelijkheid van deze dimensies bestaat vooralsnog uitsluitend binnen de wiskundige modellen die worden gebruikt om (sub)atomaire en kosmische waarnemingen te verklaren en te voorspellen. De laatste dimensie zou de dimensie zijn die eigenlijk niet tot ons universum behoort maar zou de Chaos beschrijven waaruit ons universum is ontstaan en waar ons universum als een soort van bel in deze chaos drijft. Dit is één van de aspecten van de M-theorie. (nl)
- I fysikken er romtid definert som en matematisk modell som kombinerer vårt tredimensjonale syn på universet med tid. Romtid er vanligvis tolket som firedimensjonale objekter hvor objektet har de tre kjente romdimensjonene, i tillegg til tid som en fjerde dimensjon.
Begrepet romtid har i nyere tid blitt en fellesbetegnelse på teorier som går utover de tre dimensjonene. Hvor mange dimensjoner man faktisk må ta i bruk for å beskrive universet er fremdeles et åpent spørsmål. Strengteorien tilsier at vi har fra 10 til 26 dimensjoner. (no)
- Czasoprzestrzeń – zbiór zdarzeń, punktów zlokalizowanych w przestrzeni i czasie, wyposażony w strukturę afiniczną i metryczną o określonej postaci, w zależności od analizowanego modelu fizycznej czasoprzestrzeni. (pl)
- Em física, espaço-tempo é o sistema de coordenadas utilizado como base para o estudo da relatividade especial e relatividade geral.
O tempo e o espaço tridimensional são concebidos, em conjunto, como uma única variedade de quatro dimensões a que se dá o nome de espaço-tempo. Um ponto, no espaço-tempo, pode ser designado como um "acontecimento". Cada acontecimento tem quatro coordenadas (t, x, y, z); ou, em coordenadas angulares, t, r, θ, e φ que dizem o local e a hora em que ele ocorreu, ocorre ou ocorrerá. (pt)
- Простра́нство-вре́мя — физическая модель, дополняющая пространство временны́м измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. В соответствии с теорией относительности, Вселенная имеет три пространственных измерения и одно временное измерение.
Концепцию пространства-времени допускает и ньютоновская механика, но в ней это объединение искусственно, так как пространство-время классической механики — прямое произведение пространства на время, то есть пространство и время независимы друг от друга. В контексте теории относительности время не отделимо от трех пространственных измерений и зависит от скорости наблюдателя (см. собственное время).
Количество измерений, необходимых для описания Вселенной, окончательно не определено. Теория струн, например, требовала наличия 10, а теперь даже 11 измерений (в рамках М-теории). Предполагается, что дополнительные (ненаблюдаемые) 6 или 7 измерений свёрнуты до планковских размеров, так что экспериментально они пока не могут быть обнаружены. Ожидается, тем не менее, что эти измерения каким-то образом проявляют себя в макроскопическом масштабе.
Первый вариант модели естественного объединения пространства и времени, пространство Минковского, был создан Германом Минковским в 1908 г. на основе специальной теории относительности Эйнштейна.
Несмотря на то что, на первый взгляд, временное измерение абстрактно, понятие времени как измерения вполне конкретно. (ru)
- Rumtid är en sammanslagning av rummet och tiden till en enhet, där tiden bildar en extra fjärde dimension ihop med rummets tre vanliga dimensioner längd, bredd och höjd. En punkt i den fyrdimensionella rumtiden kallas en händelse.
Begreppet rumtid introducerades av den tyske matematikern Hermann Minkowski år 1908 som ett sätt att ge en geometrisk beskrivning av de förändringar av tid och rum som Albert Einstein formulerade i sin speciella relativitetsteori år 1905. Relativistiska fenomen som längdkontraktion och tidsdilatation kan beskrivas som att de koordinatsystem som beskriver olika "observatörers" uppfattning av omvärlden (deras "referenssystem") är roterade i förhållande till varandra i rumtiden. (Detta kräver dock en lite mer komplicerad representation av rumtiden än att bara lägga till tiden som en fjärde dimension - ett s.k. Minkowskirum.)
Med den allmänna relativitetsteorin utökades rumtidsbegreppet, så att den fyrdimensionella rumtiden kan ses som en "yta" i ett rum med fler dimensioner. Under frånvaro av massiva objekt och accelererande rörelse är denna "yta" plan och rätlinjig, men under påverkan av gravitationskrafter, eller vid accelererande rörelse, buktar denna yta i den nya dimensionens riktning och de tidigare räta koordinatlinjerna blir böjda geodetiska linjer i en "krökt" rumtid. En sådan extra dimension är egentligen bara ett sätt att åskådliggöra krökningen av rumtiden. Rent matematiskt brukar den allmänna relativitetsteorin beskriva rumtiden som ett fyrdimensionellt rum med icke-euklidiska egenskaper. Inom slingkvantgravitation kallar man samma begrepp för rumtidsväv. (sv)
- 近代物理学认为,时间和空间不是独立的、绝对的,而是相互关联的、可变的,任何一方的变化都包含着对方的变化。因此把时间和空间统称为时空,在概念上更加科学而完整。 (zh)
|
| rdfs:comment
| - In physics, spacetime is any mathematical model that combines space and time into a single construct called the spacetime continuum. Spacetime is usually interpreted with space being three-dimensional and time playing the role of the fourth dimension. According to Euclidean space perception, the universe has three dimensions of space, and one dimension of time. (en)
- El espacio-tiempo es la entidad geométrica en la cual se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad y otras teorías físicas. El nombre alude a la necesidad de considerar unificadamente la localización geométrica en el tiempo y el espacio, ya que la diferencia entre componentes espaciales y temporales es relativa según el estado de movimiento del observador. De este modo, se habla de continuo espacio-temporal. (es)
- Die Raumzeit oder das Raum-Zeit-Kontinuum bezeichnet in der Relativitätstheorie die Vereinigung von Raum und Zeit in einer einheitlichen vierdimensionalen Struktur, in welcher die räumlichen und zeitlichen Koordinaten bei Transformationen in andere Bezugssysteme miteinander vermischt werden können. (de)
- Aika-avaruus on neliulotteinen avaruus, jossa on kolme avaruudellista ulottuvuutta (pituus, leveys ja korkeus) ja yksi aikaulottuvuus. Maailmankaikkeus on efektiivisesti aika-avaruus. Suhteellisuusteorissa aika-avaruus on keskeinen käsite kuten intervalli, joka kuvaa tapahtumien välistä 'etäisyyttä' tässä aika-avaruudessa. Suhteellisuusteoriassa aika-avaruutta voidaan kuvata valokartiolla, jossa origon alapuolella on menneisyys, yläpuolella tulevaisuus ja origossa nykyisyys. (fi)
- La notion d'espace-temps a été introduite au début des années 1900 et reprise notamment par Minkowski en 1908 dans un exposé mathématique sur la géométrie de l'espace et du temps telle qu'elle avait été définie par la théorie de la relativité restreinte d'Albert Einstein. Celui-ci avait publié en 1905 un article consacré aux lois fondamentales de l'électromagnétisme Sur l'électrodynamique des corps en mouvement (fr)
- Per spaziotempo (indicato anche come spazio-tempo o cronotopo) si intende uno spazio quadridimensionale, composto dall'usuale spazio a 3 dimensioni con il tempo come coordinata aggiuntiva. (it)
- 時空(じくう、英:spacetime)とは、時間と空間を合わせて表現する物理学の用語、または、時間と空間を同列に扱う概念のことである。 (ja)
- Ruimte-tijd of tijdruimte is een begrip dat vier dimensies van ons universum beschrijft: *3 dimensies in ruimte (lengte, breedte, hoogte) *1 dimensie in tijd (duur) (nl)
- I fysikken er romtid definert som en matematisk modell som kombinerer vårt tredimensjonale syn på universet med tid. Romtid er vanligvis tolket som firedimensjonale objekter hvor objektet har de tre kjente romdimensjonene, i tillegg til tid som en fjerde dimensjon. (no)
- Czasoprzestrzeń – zbiór zdarzeń, punktów zlokalizowanych w przestrzeni i czasie, wyposażony w strukturę afiniczną i metryczną o określonej postaci, w zależności od analizowanego modelu fizycznej czasoprzestrzeni. (pl)
- Em física, espaço-tempo é o sistema de coordenadas utilizado como base para o estudo da relatividade especial e relatividade geral. O tempo e o espaço tridimensional são concebidos, em conjunto, como uma única variedade de quatro dimensões a que se dá o nome de espaço-tempo. Um ponto, no espaço-tempo, pode ser designado como um "acontecimento". (pt)
- Простра́нство-вре́мя — физическая модель, дополняющая пространство временны́м измерением и, таким образом, создающая новую теоретико-физическую конструкцию, которая называется пространственно-временным континуумом. (ru)
- Rumtid är en sammanslagning av rummet och tiden till en enhet, där tiden bildar en extra fjärde dimension ihop med rummets tre vanliga dimensioner längd, bredd och höjd. En punkt i den fyrdimensionella rumtiden kallas en händelse. (sv)
- 近代物理学认为,时间和空间不是独立的、绝对的,而是相互关联的、可变的,任何一方的变化都包含着对方的变化。因此把时间和空间统称为时空,在概念上更加科学而完整。 (zh)
|