No contexto da física, o espaço prazo - o tempo é um padrão matemático que o espaço misturas e tempo como dois conceitos que são totalmente inerente. Neste longo espaço temporal, é onde todos os eventos físicos do universo acontecem; isso de acordo com a teoria da relatividade.
Foi Einstein quem formulou essa expressão de espaço-tempo com base em sua teoria da relatividade especial, que afirma que o tempo não pode ser separado das três dimensões espaciais, mas que, como elas, o tempo depende do estado de movimento do observador. Por natureza, dois observadores medem tempos diferentes, para o intervalo entre dois eventos, esta diferença de tempos dependerá da velocidade relativa entre os observadores.
Da mesma forma, se se levanta a teoria de que o universo possui três dimensões espaciais físicas que podem ser observadas, é comum considerar o tempo como a quarta dimensão; deixando o espaço-tempo como um espaço quadridimensional.
É importante destacar que o espaço-tempo possui propriedades geométricas que são:
Métrica: esta propriedade simboliza o espaço-tempo como um par (m, g), onde “m” significa variedade diferenciável semiriemanniana e “g” é um tensor métrico.
Conteúdo material do espaço-tempo: é dado pelo tensor de energia-impulso, que é calculado diretamente a partir de medições geométricas do tensor métrico.
Movimento das partículas: as partículas que se movem no espaço-tempo seguirão uma linha de comprimento mínimo em um espaço curvo.
Grupos de homogeneidade, isotropia e simetria: alguns espaços-tempos têm grupos de isometria de dimensionalidade inferior. Por outro lado, um espaço-tempo é homogêneo quando engloba um subgrupo homeoforma que influencia as coordenadas espaciais. Haverá isotropia geral quando houver um subgrupo de isometria em um de seus pontos.
Topologia: está relacionada à sua estrutura causal. Por exemplo, se uma curva de tempo fechada existe em um espaço-tempo, ou se há hipersuperfícies de Cauchy ou geodésicas incompletas.
Por fim, no espaço-tempo utilizado na relatividade especial, ambos podem se misturar em um espaço quadridimensional, originando o chamado espaço-tempo de Minkowski, Minkowsky, aqui é onde se identificam três dimensões espaciais ordinárias e uma dimensão temporal complementar.
