Dalam konteks fisika, istilah ruang- waktu mewakili pola matematika, yang memadukan ruang dan waktu sebagai dua konsep yang sepenuhnya melekat. Dalam ruang temporal yang berkepanjangan ini, di situlah semua peristiwa fisik alam semesta terjadi; ini menurut teori relativitas .
Einstein yang merumuskan ungkapan ruang-waktu ini berdasarkan teorinya tentang relativitas khusus, yang menyatakan bahwa waktu tidak dapat dipisahkan dari tiga dimensi spasial, tetapi seperti itu, waktu bergantung pada keadaan pergerakan pengamat. Secara alami, dua pengamat akan mengukur waktu yang berbeda. Untuk interval antara dua peristiwa, perbedaan waktu ini akan tergantung pada kecepatan relatif antara pengamat.
Demikian juga, jika teori ini mengemukakan bahwa alam semesta memiliki tiga dimensi spasial fisik yang dapat diamati, adalah umum untuk menganggap waktu sebagai dimensi keempat; meninggalkan ruang-waktu sebagai ruang empat dimensi.
Penting untuk digarisbawahi bahwa ruang-waktu memiliki sifat geometris yaitu:
Metrik: Properti ini melambangkan ruang-waktu sebagai pasangan (m, g), di mana "m" adalah singkatan dari varietas semiriemannian yang dapat dibedakan dan "g" adalah tensor metrik.
Kandungan material waktu ruang : ini diberikan oleh tensor impuls energi, yang dihitung langsung dari pengukuran geometrik dari tensor metrik.
Gerakan partikel : Partikel yang bergerak melalui ruang-waktu akan mengikuti garis panjang minimum di ruang melengkung.
Homogenitas, isotropi, dan kelompok simetri: Beberapa ruang waktu memiliki kelompok isometri dimensi yang lebih kecil . Di sisi lain, ruang-waktu homogen ketika mencakup subkelompok homeoform yang memengaruhi koordinat spasial. Ini akan memiliki isotropi umum ketika ada subset isometri pada salah satu poinnya.
Topologi : terkait dengan struktur penyebabnya. Misalnya, jika dalam ruang-waktu ada kurva temporal yang tertutup, atau jika ada hypersurfaces Cauchy atau geodesik tidak lengkap yang hadir.
Akhirnya, dalam ruang-waktu yang digunakan dalam relativitas khusus, keduanya dapat dicampur dalam ruang empat dimensi, yang berasal dari apa yang disebut ruang-waktu Minkowski, Minkowskya, di sinilah tiga dimensi spasial biasa dan dimensi temporal komplementer diidentifikasi.
