Espacio-tiempo

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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 delobservador. De este modo, se habla de continuo espacio-temporal. Debido a que el universo tiene tres dimensiones espaciales físicas 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 usocorriente a partir de la Teoría de la Relatividad especial formulada por Einstein en 1905.
Contenido
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• 1 Introducción
• 2 Propiedades geométricas del espacio-tiempo
o 2.1 Métrica
o 2.2 Contenido material del espacio-tiempo
o 2.3 Movimiento de las partículas
o 2.4 Homogeneidad, isotropía y grupos de simetrías
o 2.5 Topología
• 3 Ejemplos de diferentes clases de espacio-tiempo
o3.1 El espacio-tiempo relativista de Minkowski
• 4 El Universo de Einstein: Gravitación y Geometría
o 4.1 ¿Cuáles son estas intuiciones y sugerencias?
o 4.2 El espacio-tiempo curvo de la relatividad general
o 4.3 El espacio-tiempo de la física prerrelativista
• 5 Generalizaciones
o 5.1 Hiperespacio
• 6 Véase también
• 7 Referencia
o 7.1 Enlaces externos

[editar] Introducción
Engeneral, un evento cualquiera puede ser descrito por una o más coordenadas espaciales, y una temporal. Por ejemplo, para identificar de manera única un accidente automovilístico, se pueden dar la longitud y latitud del punto donde ocurrió (dos coordenadas espaciales), y cuándo ocurrió (una coordenada temporal). En el espacio tridimensional, se requieren tres coordenadas espaciales. Sin embargo, lavisión tradicional en la cual se basa la mecánica Clásica, cuyos principios fundamentales fueron establecidos por Newton, es que el tiempo es una coordenada independiente de las coordenadas espaciales y es una magnitud idéntica para cualquier observador. Esta visión concuerda con la experiencia: si un evento ocurre a 10 metros, es natural preguntar a 10 metros de qué, pero si nos informan queocurrió un accidente a las 10 de la mañana en nuestro país, ese tiempo tiene carácter absoluto.
Sin embargo, resultados como el experimento de Michelson y Morley, y las ecuaciones de Maxwell para la electrodinámica, sugerían, a principios del siglo XX, que la velocidad de la luz es constante, independiente de la velocidad del emisor u observador, en contradicción con lo postulado por la mecánicaclásica.
Einstein propuso como solución a éste y otros problemas de la mecánica clásica considerar como postulado la constancia de la velocidad de la luz, y prescindir de la noción del tiempo como una coordenada independiente. En la Teoría de la Relatividad, espacio y tiempo tienen carácter relativo o convencional, dependiendo del estado de movimiento del observador. Eso se refleja por ejemplo en quelas transformaciones de coordenadas entre observadores inerciales (las Transformaciones de Lorentz), involucran una combinación de las coordenadas espaciales y temporal. El mismo hecho se refleja en la medición de un campo electromagnético, que está formado por una parte eléctrica y otra parte magnética, pues dependiendo del estado de movimiento del observador el campo electromagnético es visto dediferente manera entre su parte magnética y eléctrica por diferentes observadores en movimiento relativo.
La expresión espacio-tiempo recoge entonces la noción de que el espacio y el tiempo ya no pueden ser consideradas entidades independientes o absolutas.
Las consecuencias de esta relatividad del tiempo han tenido diversas comprobaciones experimentales. Una de ellas se realizó utilizando...
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