Пространство и время – важнейшая работа Германа Минковского. Открытие того, что скорость света одинакова для всех наблюдателей, привело к модификации представления о пространстве. Работа Альберта Эйнштейна « Специальная теория относительности» побудила Германа Минковского объединить концепции пространства и времени.
Пространство не должно быть абсолютным, оно зависит от наблюдателя. Это также отражено в преобразованиях Лоренца, из которых следует, что два движущихся наблюдателя измеряют разные расстояния по отношению к одному и тому же объекту.
В специальной теории относительности пространство зависит от наблюдателя, но не от физических процессов в нем. Пространство остается евклидовым для каждого наблюдателя. Однако это изменилось в общей теории относительности.
В этом случае гравитация описывается искривлением времени, что также означает искривление пространства. Геометрия временного пространства зависит от тензора энергии-импульса, то есть от частиц и полей, существующих в пространстве. Это делает пространство евклидовым только локально.
В классической механике применяется определение пространства Исаака Ньютона:
Пространство абсолютно, неизменно и не подвержено влиянию физических процессов, происходящих в нем. Пространство евклидово и трехмерно.
Размеры пространства соответствуют его декартовым координатам, обычно выражаемым zx, y и направлением. Они обозначаются как пространственные координаты, а размеры, закрепленные через них, как пространственные измерения, при этом никакое пространственное измерение не равно точке, одно равно прямой линии или кривой, а два – плоскости.
Нам нужны реальные объекты, чтобы определить точку отсчета в системе координат. Поэтому по большей части берется центр тяжести некоторой большой массы, такой как Земля или Солнце.
Помимо представления, независимого от материи, но в то же время под влиянием существующего из нее пространства, существует еще принцип Маха, гласящий, что пространство возникает только из материи. Итак, без материи космос не мог бы существовать.