Influence d'une masse (ici, laTerre) sur l'espace-temps, représenté en deux dimensions.
Enphysique, l'espace-temps est une représentationmathématique de l'espace et dutemps comme deux notions inséparables et s'influençant l'une l'autre. En réalité, ce sont deux versions (vues sous un angle différent) d'une même entité.[réf. nécessaire]
Lecontinuum espace-temps comporte quatre dimensions : trois dimensions pour l'espace, « x », « y », et « z », et une pour le temps, « t ». Afin de pouvoir les manipuler plus aisément, on s'arrange pour que ces quatre grandeurs soient homogènes à une distance en multipliant « t » par la constante « c » (célérité de la lumière dans le vide).[réf. nécessaire]
Un événement se positionne dans le temps et l'espace par ses coordonnées « ct », « x », « y », « z », qui dépendent toutes duréférentiel. Il est très difficile de s'imaginer que l'échelle des durées ne soit pas la même suivant le référentiel dans lequel on mesure, mais c'est bien le cas : elle n'est donc pas absolue ; il en va de même pour l'espace : la longueur d'un objet peut être différente selon le référentiel de mesure.
Dans l'état actuel des connaissances, seul l'espace-temps comme concept unifié, qui est mathématiquement unespace de Minkowski enrelativité restreinte et unespace courbe quelconque enrelativité générale, est invariant quel que soit le référentiel choisi, tandis que ses dimensions 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 universellec permet de décrire une distanced en fonction du temps :d =ct avect le temps nécessaire à la lumière pour parcourird. LeSoleil est à environ 150 millions de kilomètres c'est-à-dire à environ 8minutes-lumière de laTerre. En disant « minutes-lumière », on parle d'une mesure de temps multipliée parc, et on obtient une mesure de distance, dans ce cas-ci des kilomètres. Autrement dit, le facteurc 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 mêmeéquation, c'est que la mesure du temps peut être transformée en mesure de distance (en multipliantt, exprimé en unités de temps, parc), ett 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 est de l'espace.
CependantJohn Wheeler tient à rappeler que le temps et l'espace ont de grandes différences de nature, ne sont pas complètement identifiables et ne se transforment quepartiellement l'un en l'autre dans un changement de repère[réf. nécessaire].
En relativité restreinte, l'espace-temps a quatre dimensions : trois d'espace et une de temps[1]. Il en est de même en relativité générale. Mais, dans le cadre de théories spéculatives, l'espace-temps peut avoir une ou des dimensions additionnelles[1]. La première théorie dont l'espace-temps a plus de quatre dimensions est celle proposée en parGunnar Nordström (-)[2]. L'espace-temps est également pentadimensionnel dans lathéorie de Kaluza-Klein proposée en- parTheodor Kaluza (-) puis revue en parOskar Klein (-)[2]. L'espace-temps a dix dimensions dans le cadre de lathéorie des cordes[3] ; il en a onze dans celui de lathéorie M proposée en parEdward Witten (-)[3],[4].
Contrairement à la notion d'espace ou de temps, la notion d'espace-temps a globalement du mal à s’ancrer en tant que réalité physique dans la culture générale et l’inconscient collectif. Le temps et l'espace ont toujours tendance à être dissociés et le temps à être perçu uniquement comme un concept qui n'a pas de réalité physique (contrairement à l'espace).[réf. nécessaire]
La cultureinca ne distingue pas l'espace et le temps ; l'espace-temps est appelé « pacha », enquechua et enaymara[15],[16],[17]. Selon Catherine J. Allen,« le mot quechuapacha peut faire référence à l’ensemble du cosmos ou à un moment spécifique du cosmos, son interprétation dépendant du contexte ». Elle choisit donc de traduirepacha par « world-moment » (moment-monde)[18].
