**Časopriestor** alebo **priestoročas** je štvorrozmerný priestor zjednocujúci trojrozmerný fyzikálny priestor a čas. Body časopriestoru zodpovedajú bodovým udalostiam. Vnímanie času a priestoru ako nezávislých pojmov je závislé od pozorovateľa, ale časopriestor je od pozorovateľa nezávislý a tvorí základný rámec pre možnosť realizácie fyzikálnych zákonov nezávislých od vzťažnej sústavy vo vesmíre.

Časopriestor zaviedol Herman Minskowski v rokoch 1907 – 1908 (Einsteinov profesor matematiky).

Vlastnosti časopriestoru
------------------------

Pri opise pohybu musíme zaznamenať nielen polohu, ale aj čas, zaznamenanej udalosti. Záznam o každej udalosti sa skladá vždy zo štyroch čísel, kde tri z nich udávajú polohu udalosti v priestore a jeden údaj udáva čas jej nastatia. Túto skutočnosť môžeme povedať aj inými slovami:   

*„všetky objekty aj my sa pohybujeme nielen v priestore, ale aj v čase".*
Alebo by sme mohli povedať skrátene v časopriestore. Všetky udalosti, dianie okolo nás, ale aj vo vesmíre sa odohráva v „aréne" nazývanej časopriestor.

Na prvý pohľad by sa mohlo zdať, že takáto myšlienka dávať dokopy priestor a čas, len tým, že sme vymysleli akurát nový skrátený názov, neprinesie nič nového. Ukázalo sa však, že v relativite je to jedna z kľúčových myšlienok. Navyše v teórii relativity (v špeciálnej, ale aj všeobecnej) je dokonca nevyhnutné uvažovať vždy dianie v rámci časopriestoru, nikdy nie osobitne v priestore a osobitne v čase.

Vlastnosti časopriestoru s rôznym počtom dimenzií  

Vodorovná os: počet priestorových dimenzií  

Zvislá os: počet časových dimenzií  

UNPREDICTABLE: Správanie okolia sa nedá predpovedať zo znalosti príslušných parciálnych derivácií – spracúvanie informácií je nemožné  
 
TOO SIMPLE: Vesmír má príliš jednoduchú geometriu – napríklad jednotlivé nervy sa nemôžu „obísť", ale pretínajú sa. Tiež problémy s existenciou gravitačnej interakcie  

TACHYONS ONLY: Rýchlosť svetla je najnižšou možnou rýchlosťou šírenia hmoty – skladá sa teda len z tachyónov  

UNSTABLE: Obežné dráhy (elektrónov, planét, hviezd atď.) alebo samotné protóny sú nestabilné  

We are here (náš vesmír): má práve také matematické a fyzikálne vlastnosti, že poskytuje najbohatšie prostredie pre život
### Fine-tuned universe

*Bližšie informácie v hlavnom článku: Fine-tuned universe*
Na výnimočnosť nastavenia dimenzionality nášho časopriestoru (tri priestorové a jedna časová dimenzia) upozornili niekoľkí autori. Súčasné aj rozpracované fyzikálne teórie sa pri makroskopickom popise nášho vesmíru zhodujú na tomto počte. Tento problém bol skúmaný z fyzikálneho aj čisto matematického hľadiska. Iné počty makroskopických dimenzií vedú k vesmírom, v ktorých buď neexistuje stabilita dráh planét či stavebných blokov hmoty, alebo sú len veľmi jednoduché.

Výpočet
-------

### Výpočet vzdialenosti bodov v priestore

Výpočet vzdialenosti dvoch **bodov** v priestoročase
Ak je vzdialenosť medzi bodmi A a B je {\displaystyle x\,}, resp. {\displaystyle y\,} (pozri obr.), potom podľa Pytagorovej vety v dvojrozmernom priestore bude táto vzdialenosť:

{\displaystyle s^{2}=x^{2}+y^{2}\,}
Ak by ľubovoľný iný pozorovateľ použil *svoje súradnice* (označme ich s čiarkou) a vypočítal by:

{\displaystyle s^{2}=x^{'2}+y^{'2},\,}
potom

{\displaystyle s^{2}=x^{2}+y^{2}=x^{'2}+y^{'2}\,}
Obdobný vzorec platí aj pre trojrozmerný priestor.

### Výpočet vzdialenosti medzi udalosťami

Výpočet vzdialenosti dvoch **udalostí** v priestoročase
Aj medzi dvoma udalosťami (bodmi v priestoročase), existuje istý druh vzdialenosti. Udalosti v reálnom svete sú však odelené nielen v priestore ale aj v čase. Vo výpočte vzdialenosti medzi udalosťami vystupuje aj čas, aj priestor – ***priestoročasový interval***.

Na obrázku sú znázornené udalosti A a B, ktoré sa líšia o {\displaystyle x\,}, resp. o {\displaystyle t\,}. Priestoročasový Interval vypočítame:

{\displaystyle (i)=ct^{2}-x^{2},\,}
Tento vzorec je pre vzdialenosť danú Pytagorovou vetou veľmi podobný výpočtu vzdialenosti medzi dvoma bodmi. Ak ľubovoľný iný pozorovateľ použije *svoje súradnice* (označme ich s čiarkou) a výpočíta {\displaystyle ct^{'2}+x^{'2}\,}, dostane aj ten istý výsledok. Interval je pre všetkých pozorovateľov rovnaký, nemení sa, je invariantom:

{\displaystyle (i)=ct^{2}-x^{2}=ct^{'2}-x^{'2}\,}
Z nemennosti tohto intervalu vidíme okamžite prekvapujúci dôsledok – jednu
z najväcších inovácii a zmien v našom chápaní času. Ak sú pre dvoch pozorovateľov rôzne priestorové vzdialenosti {\displaystyle x\,} a {\displaystyle x^{'}\,} medzi danými udalosťami, musia byť rôzne aj doby {\displaystyle t\,} a {\displaystyle t\_{0}\,} medzi ich nastatiami (pričom je konštantná rýchlosť svetla {\displaystyle c\,}). Inak by sa interval nezachoval. Inými slovami *čas nebeží rovnako pre všetkých pozorovateľov*.

Pozri aj
--------

* Teória relativity

Referencie
----------

1. 1 2  Tegmark, Max.: "On the dimensionality of spacetime". Classical and Quantum Gravity 14 (4): L69–L75. 1997
2. ↑  Barrow J. D. Tipler F. J.: The Anthropic Cosmological Principle. Oxford: Clarendon Press, 1986

Externé zdroje
--------------

* Učebný text pre gymnázium: Jozef Hanc; Slavomír Tuleja Archivované 2007-01-12 na Wayback Machine