Ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι ξεχωριστά. Συνδυάζονται σε ένα τετραδιάστατο συνεχές που ονομάζεται χωροχρόνος. Η ειδική σχετικότητα του Αϊνστάιν έδειξε ότι οι μετρήσεις του χώρου και του χρόνου εξαρτώνται από την κίνηση του παρατηρητή. Η γενική σχετικότητα έδειξε ότι η μάζα και η ενέργεια καμπυλώνουν τον χωροχρόνο και ότι η καμπυλότητα είναι αυτό που ονομάζουμε βαρύτητα. Ο χωροχρόνος δεν είναι απλώς ένα στάδιο όπου συμβαίνουν γεγονότα. Είναι μια δυναμική οντότητα που ανταποκρίνεται στην ύλη και την ενέργεια που περιέχει. Αυτή η γνώση είναι μια από τις βαθύτερες στη σύγχρονη φυσική.

Ο χωροχρόνος έχει τρεις χωρικές διαστάσεις και μία χρονική διάσταση. Ένα συμβάν είναι ένα σημείο στον χωροχρόνο, με συντεταγμένες για τη θέση και τον χρόνο. Η απόσταση μεταξύ δύο συμβάντων στον χωροχρόνο ονομάζεται διάστημα χωροχρόνου. Είναι αμετάβλητο, που σημαίνει ότι όλοι οι παρατηρητές συμφωνούν σε αυτό, ακόμη και αν διαφωνούν ξεχωριστά για τα χωρικά και χρονικά στοιχεία. Αυτή η αμετάβλητη κατάσταση είναι η μαθηματική καρδιά της σχετικότητας. Ο χωροχρόνος μπορεί να είναι επίπεδος ή καμπύλος. Ο επίπεδος χωροχρόνος περιγράφεται από την ειδική σχετικότητα. Ο καμπύλος χωροχρόνος περιγράφεται από τη γενική σχετικότητα. Η καμπυλότητα παράγεται από τη μάζα και την ενέργεια. Μια μαύρη τρύπα είναι μια περιοχή όπου η καμπυλότητα του χωροχρόνου γίνεται άπειρη. Τα βαρυτικά κύματα είναι κυματισμοί στον χωροχρόνο, που παράγονται από επιταχυνόμενες μάζες. Εντοπίστηκαν απευθείας το 2015, έναν αιώνα αφότου τα προέβλεψε ο Αϊνστάιν.

Γεγονότα χωροχρόνου

• Ορισμός. Τετραδιάστατο συνεχές χώρου και χρόνου.
• Διαστάσεις. Τρεις χωρικές, μία χρονική.
• Καμπυλότητα. Παράγεται από μάζα και ενέργεια.
• Βαρύτητα. Καμπυλότητα του χωροχρόνου.
• Βαρυτικά κύματα. Κυματισμοί στον χωροχρόνο, ανιχνεύθηκαν το 2015.

Ο χωροχρόνος δεν είναι το ίδιο με τον χώρο. Ο χώρος είναι τρισδιάστατος. Ο χωροχρόνος περιλαμβάνει τον χρόνο ως τέταρτη διάσταση.