In de context van de natuurkunde, de term space - tijd is een wiskundig patroon dat mengsels ruimte en tijd als twee concepten die totaal inherent zijn. In deze lange tijdsruimte vinden hier alle fysieke gebeurtenissen van het universum plaats; dit volgens de relativiteitstheorie.
Einstein was degene die deze uitdrukking van de ruimte-tijd geformuleerd op basis van zijn speciale relativiteitstheorie, die stelt dat tijd niet kan worden gescheiden van de drie ruimtelijke dimensies, maar dat net als zij, afhankelijk van de toestand van de beweging van de waarnemer. Van nature zullen twee waarnemers verschillende tijden meten.Voor het interval tussen twee gebeurtenissen is dit verschil in tijd afhankelijk van de relatieve snelheid tussen de waarnemers.
Op dezelfde manier, als de theorie wordt opgeworpen dat het universum drie fysieke ruimtelijke dimensies heeft die kunnen worden waargenomen, is het gebruikelijk om tijd als de vierde dimensie te beschouwen; ruimte-tijd verlaten als vierdimensionale ruimte.
Het is belangrijk om te benadrukken dat ruimte-tijd geometrische eigenschappen heeft die zijn:
Metrisch: deze eigenschap symboliseert de ruimtetijd als een paar (m, g), waarbij "m" semiriemanniaanse differentieerbare variëteit betekent en "g" een metrische tensor is.
Materiële inhoud van ruimte-tijd: deze wordt gegeven door de energie-impulstensor, die rechtstreeks wordt berekend uit geometrische metingen van de metrische tensor.
Beweging van de deeltjes: de deeltjes die door de ruimtetijd bewegen, zullen in een gekromde ruimte een lijn van minimale lengte volgen.
Homogeniteit, isotropie en symmetriegroepen: sommige ruimtetijden hebben isometriegroepen van mindere dimensionaliteit. Aan de andere kant is een ruimtetijd homogeen wanneer deze een homeovorm-subgroep omvat die ruimtelijke coördinaten beïnvloedt. Het zal algemene isotropie hebben wanneer een subgroep van isometrie op een van zijn punten bestaat.
Topologie: het is gerelateerd aan de causale structuur. Bijvoorbeeld als er een gesloten temporele curve is in een ruimte-tijd, of als er Cauchy hypersurfaces of onvolledige geodeten aanwezig zijn.
Ten slotte kunnen in de ruimte-tijd die in de speciale relativiteitstheorie wordt gebruikt, beide worden gemengd in een vierdimensionale ruimte, afkomstig van de zogenaamde Minkowski- ruimtetijd, Minkowsky, hier worden drie gewone ruimtelijke dimensies en een complementaire tijdsdimensie geïdentificeerd.
