狭义相对论中的四维空间解析

我们具有三个空间维度，可以将其标记为X,Y和Z。空间中的每个点都可以用这三个坐标来描述。然而，这三个特定方向并没有什么特别之处，并且我们可以通过旋转轴轻松地创建新的坐标系。现在这三个新轴的坐标可以描述空间中的每个点。

时间也是一个维度，因此，我们现在总共有四个轴，但是在这里我们只显示三个空间维度中的两个维度以及时间轴。

时空中的每个点都可以用坐标来描述。沿三个空间坐标，以及沿时间轴的坐标，当物体沿时间轴移动时，它不在空间中移动，但它以光速穿越时空。和以前一样，这些特定的方向没什么特别的，并且我们可以通过旋转轴轻松地创建新的坐标系。但是，时间轴与三个空间轴的旋转方式不同。

根据爱因斯坦的相对论，所有观察者都可以相信他们静止不动，并且是宇宙的其余部分

在他们周围移动，这意味着当观察者穿越时空时，他们对时空轴的轴的看法以这样一种方式旋转：他们只沿时间轴移动。但从他们的角度来看，时间轴在三个空间维度上仍然与三个轴成90度，旋转的是其他人的时间和空间轴。

因此，不同的观察者会在不同时间和距离上存在分歧。在传统的三维空间中，所有观察者都可以就点A和点B之间的距离达成一致，用公式D²=X²＋Y²＋Z²,D=Distance表示。无论三个空间轴如何旋转，距离方程总是给出相同的答案。

在相对论中，这不再是正确的。但是所有观察者都会同意的是一个新参数，由以下等式描述，称为“时空间隔”。在相对论中，不同的观察者将点A和点B之间的空间距离持不同意见。

不同的观察者也会不同意发生在A点的时间之间的时间，以及发生在B点的事件，但他们会同意这个称为时空间隔的参数，即使时间和空间轴旋转，它也保持恒定。光总是沿着时空间隔恰好为零的路径传播，沿路径的每两个点之间，这意味着所有观察者将始终同意光速。无论轴如何旋转，光速始终是相同的。