Το «χωροχρονικό συνεχές» είναι μια από τις έννοιες που προέκυψαν από τη θεωρία της σχετικότητας που οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν ακούσει, αλλά δεν κατανοούν πλήρως, όπως ο σχετικός τύπος E=mc2.
Τα επιστημονικά άρθρα διατηρούν την επίγνωση και των δύο. Δυστυχώς, ο χωροχρόνος είναι πολύ πιο δύσκολο να κατανοηθεί από τη διάσημη εξίσωση του Αϊνστάιν, αλλά αυτό δε σημαίνει ότι πρέπει να αντιμετωπίζεται ως ακατανόητο σε κανέναν που δεν έχει πτυχίο φυσικής.
Στο Life, the Universe and Everything, ο Ντάγκλας Άνταμς διασκέδασε πολύ με μια συζήτηση σχετικά με τις «δίνες στο χωροχρονικό συνεχές». Το χιούμορ προέκυψε τόσο από την ιδέα ότι οι άνθρωποι γενικά είχαν ακούσει για το συνεχές χωρίς να γνωρίζουν πραγματικά τι ήταν, όσο και τα λογοπαίγνια και ο παραλογισμός.
Από μία άποψη η ιδέα είναι απλή – αντί να υπάρχουν τρεις διαστάσεις του χώρου, με τον χρόνο να είναι κάτι εντελώς διαφορετικό, ο χωροχρόνος είναι ένα τετραδιάστατο πράγμα. Τα γεγονότα αντιπροσωπεύονται στον χωροχρόνο με τέσσερις συντεταγμένες: τρεις με βάση το πού συμβαίνει κάτι, σε σχέση με ένα καθορισμένο σημείο προέλευσης και η τέταρτη είναι ο χρόνος κατά τον οποίο συμβαίνει.
Παρόλο που ο Αϊνστάιν έκανε την έννοια του χωροχρόνου ουσιαστική μέσω της θεωρίας της σχετικότητας, οι φυσικοί φλέρταραν με την ιδέα ενός ενοποιημένου χωροχρόνου στον οποίο ο χρόνος αντιμετωπίζονταν ως τέταρτη διάσταση μέχρι πριν από μερικά χρόνια, συμπεριλαμβανομένης της επινόησης του ονόματος. Τους ενώνει η ταχύτητα του φωτός (στο κενό), η οποία διασφαλίζει ότι τα αποτελέσματα ενός γεγονότος χρειάζονται χρόνο για να βιωθούν σε άλλα μέρη.
Το πρόβλημα που έχουν οι περισσότεροι άνθρωποι με αυτό είναι ότι βιώνουμε τον χρόνο τόσο εντελώς διαφορετικά από το μήκος, το πλάτος και το ύψος που το όλο θέμα φαίνεται αστείο. Αν, για παράδειγμα, συνειδητοποιήσουμε ότι έχουμε φτάσει πολύ μακριά σε μια συγκεκριμένη κατεύθυνση, συνήθως μπορούμε να γυρίσουμε και να επιστρέψουμε. Μακάρι να ίσχυε το ίδιο για τον χρόνο. Η Ursula Le Guin πρότεινε την ιδέα μιας ανωμαλίας στο χωροχρονικό συνεχές από το οποίο ο χρόνος εξαντλείται, αφού ποτέ δε φαίνεται να είναι αρκετός, ενώ σημειώνει ότι δεν παρατηρείται το ίδιο για τις άλλες διαστάσεις.
Οι φυσικοί αγωνίζονται να εξηγήσουν γιατί ο χρόνος είναι τόσο διαφορετικός από τις άλλες διαστάσεις. Ωστόσο, η ιδιότητά του ως τέταρτης διάστασης, αν και ειδικής, είναι αποδεδειγμένη. Γνωρίζουμε επίσης ότι ο χρόνος συνδέεται με τις άλλες τρεις διαστάσεις στον βαθμό που συχνά δεν μπορούν να μετρηθούν με ακρίβεια η μία χωρίς την άλλη.
Κάτω από τις συνθήκες που βιώνουμε στην καθημερινή μας ζωή, η αντιμετώπιση του χώρου και του χρόνου ως ξεχωριστά δεν αποτελεί πρόβλημα, γι' αυτό η ιδέα του χωροχρόνου είναι τόσο αντιφατική. Ωστόσο, αν ταξιδεύαμε κοντά στην ταχύτητα του φωτός σε σχέση με κάτι σημαντικό για εμάς, η κατάσταση θα ήταν πολύ διαφορετική.
Ένα βασικό χαρακτηριστικό της Ειδικής Σχετικότητας είναι ότι ο χρόνος επιβραδύνεται όταν ταξιδεύουμε κοντά στην ταχύτητα του φωτός σε σύγκριση με την εμπειρία ενός ακίνητου παρατηρητή. Ομοίως, σε σχεδόν ταχύτητα φωτός, ο χώρος συστέλλεται προς την κατεύθυνση της κίνησης. Αυτό σημαίνει ότι αν κάποιος που ταξιδεύει πολύ γρήγορα μετρούσε δύο γεγονότα και συγκρίνει τα αποτελέσματά του με κάποιον που κινείται πιο αργά, θα είχε διαφορετικούς διαχωρισμούς τόσο στον χώρο όσο και στον χρόνο. Ωστόσο, χρησιμοποιώντας την ταχύτητα του φωτός για τη μετατροπή μεταξύ μονάδων χώρου και χρόνου, και οι δύο παρατηρητές μετρούν την ίδια χωροχρονική απόσταση (υποθέτοντας ότι μετρούν με ακρίβεια).
Επιπλέον, αυτό το χωροχρονικό συνεχές μπορεί να παραμορφωθεί, για παράδειγμα από ισχυρές βαρυτικές δυνάμεις που επηρεάζουν το χρόνο όσο κάμπτουν το χώρο. Αν και είναι αμφιλεγόμενο όταν ο Αϊνστάιν πρότεινε την ιδέα, είναι πλέον δυνατό να επαληθευτεί ο τρόπος με τον οποίο μεγάλες μάζες παραμορφώνουν τον χωροχρόνο, για παράδειγμα συγκρίνοντας τα ρολόγια σε τροχιά με αυτά στη Γη.
Οι μετρήσεις των κινήσεων μεγάλων αντικειμένων, όπως τα πάλσαρ, το ένα γύρω από το άλλο επιβεβαιώνουν τις προβλέψεις της Γενικής Σχετικότητας σχετικά με τη λειτουργία του χωροχρόνου με μεγαλύτερη ακρίβεια. Αυτές οι μετρήσεις γίνονται ακόμη, εν μέρει επειδή υπάρχουν εναλλακτικές θεωρίες στη Γενική Σχετικότητα. Ωστόσο, δεδομένου ότι αυτά αποδέχονται επίσης τη φύση του χρόνου ως διάσταση και την ύπαρξή του σε μια συνέχεια με τις διαστάσεις του χώρου, ακόμα κι αν μια από τις εναλλακτικές λύσεις αποδειχθεί τελικά ανώτερη, δεν θα ακυρώσει τον χωροχρόνο.
Ωστόσο, η ύπαρξη αυτών των ανταγωνιστικών θεωριών είναι μια αντανάκλαση του γεγονότος ότι, ενώ γνωρίζουμε ότι υπάρχει το χωροχρονικό συνεχές, υπάρχουν πολλά που δεν καταλαβαίνουμε γι 'αυτό. Η αδυναμία των φυσικών να συμφιλιώσουν τη Γενική Σχετικότητα και την κβαντομηχανική ήταν ένα οδυνηρό σημείο για δεκαετίες. Πολλοί έχουν προτείνει ότι ο κβαντισμένος χωροχρόνος μπορεί να είναι η λύση, αλλά μέχρι στιγμής κανείς δεν έχει βρει έναν τρόπο να το κάνει πειστικό.
