Tiempo Y Espacio

Tiempo y espacio

El espacio-tiempo es el modelo matemático que combina el espacio y el tiempo en un único continuo como dos conceptos inseparablemente relacionados. En este continuo espacio-temporal se desarrollan todos los eventos físicos del Universo, de acuerdo con la teoría de la relatividad y otras teorías físicas. La expresión espacio-tiempo ha devenido de uso corriente a partir dela teoría de la relatividad especial formulada por Einstein en 1905, siendo esta concepción del espacio y el tiempo uno de los avances más importantes del siglo XX en el campo de la física.
De acuerdo a las teorías de la relatividad de Einstein, el tiempo no puede estar separado de las tres dimensiones espaciales, sino que al igual que ellas, éste depende del estado de movimiento del observador. Enesencia, dos observadores medirán tiempos diferentes para el intervalo entre dos sucesos, la diferencia entre los tiempos medidos depende de la velocidad relativa entre los observadores. Si además existe un campo gravitatorio también dependerá la diferencia de intensidades de dicho campo gravitatorio para los dos observadores. El trabajo de Minkowki probó la utilidad de considerar el tiempo como unadimensión geométrica más.
La definición de "espacio-tiempo" como un ente matemático único y continuo se puede entender desde una perspectiva pseudo-euclidiana, la cual considera al Universo como un "espacio de cuatro dimensiones" formado por tres dimensiones espaciales físicas observables y por una "cuarta dimensión" temporal (más exactamente una variedad lorentziana de cuatro dimensiones). Un casosimple es el espacio-tiempo usado en relatividad especial, donde al combinar espacio y tiempo en un espacio tetradimiensional, se obtiene el espacio-tiempo de Minkowski.
Índice
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1 Introducción
2 Propiedades geométricas del espacio-tiempo
2.1 Métrica
2.2 Contenido material del espacio-tiempo
2.3 Movimiento de las partículas
2.4 Homogeneidad, isotropía y grupos de simetrías2.5 Topología
3 Ejemplos de diferentes clases de espacio-tiempo
3.1 El espacio-tiempo relativista de Minkowski
4 El universo de Einstein: gravitación y geometría
4.1 ¿Cuáles son estas intuiciones y sugerencias?
4.2 El espacio-tiempo curvo de la relatividad general
4.3 El espacio-tiempo de la física prerrelativista
5 Generalizaciones
5.1 Hiperespacio
6 Véase también
7 Referencias
8 Enlaces externosIntroducción[editar]
En general, un evento específico 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 el punto kilométrico donde ocurrió (una coordenada espacial), y cuándo ocurrió (una coordenada temporal). En el espacio tridimensional, se requieren tres coordenadas espaciales. Así un modelo simplede espacio tiempo es el espacio-tiempo de Minkowski:

donde t es la coordenada temporal medida por un cierto observador, y x, y, z las coordenadas cartesianas espaciales medidas por el mismo observador.
En la visión 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 coordenadasespaciales y es una magnitud idéntica para cualquier observador. Esto difiere del tratamiento de Minkowski donde las coordenadas medidas por otro observador diferente  difieren de las medidas por el primer observador  de una manera tal que en general  (la transformación que permite relacionar las coordenadas de dos observadores diferentes en el espacio de Minkowski se llaman transformaciones deLorentz).
La incorrección de la mecánica newtoniana, especialmente visible a velocidades comparables con la velocidad de la luz, fueron establecidas detectadas tanto en resultados como el experimento de Michelson y Morley, como en 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...