определяет геометрические свойства четырёхмерного
пространства-
времени (объединяющего физическое трёхмерное пространство и время) в относительности теории (См.
Относительности теория). М. п.-в. характеризуется инвариантной (не зависящей от системы отсчёта) величиной - квадратом четырёхмерного интервала (См.
Четырёхмерный интервал), определяющим пространственно-временную связь (квадрат "расстояния") между двумя бесконечно близкими событиями,
Здесь
dx1, dx2, dx3 - разности пространственных координат событий,
dx0 =
cdt, где
dt - разность времён этих событий,
с - скорость света, а
gik - компоненты т. н. метрического тензора (См.
Метрический тензор). В общем случае метрический тензор удовлетворяет уравнениям Эйнштейна общей теории относительности (см.
Тяготение) и компоненты
gik являются функциями координат
x1, x2, x3, x0, причём вид этих функций в выбранной системе отсчёта зависит от содержащихся в пространстве-
времени масс. В отсутствие больших масс метрический тензор может быть приведён к виду
g11 = g22 = g33 = - 1, g00 = +1,
gik, = 0 при i ≠ k; (2)
тогда (в прямоугольных декартовых координатах x1 = x, x2 = у, x3 = z)
ds2=c2dt2 - dx2 - dy2 - dz2. (3)
Пространство-время с такой метрикой является евклидовым пространством (См.
Евклидово пространство) (точнее, псевдоевклидовым из-за знака "минус" перед
dx2, dy2, dz2); его называют "плоским пространством". Такова М. п.-в. в специальной теории относительности (или эквивалентная
метрика Минковского
пространства (См.
Минковского пространство)).
При наличии больших масс никаким преобразованием координат нельзя привести метрический тензор к виду (2) во всём пространстве-времени. Это означает, что пространство-время обладает кривизной, которая определяется компонентами gik, (и их производными по координатам). Т. о., геометрические свойства пространства-времени (его метрика) зависят от находящейся в нём материи. Степень отклонения М. п.-в. от евклидовой определяется распределением в этом пространстве масс и их движением. При этом поле тяготения, обусловленное массами и вызывающее, в свою очередь, движение масс, рассматривается в общей теории относительности как проявление искривлённости пространства-времени и определяется, как и М. п.-в., величинами gik. Искривлённость пространства-времени означает, в частности, как отклонение чисто пространственной геометрии от евклидовой, так и зависимость скорости течения времени от поля тяготения.
Г. А. Зисман.