Mi a “tér” természettudományos definíciója?

Ha nem tudod elképzelni, akkor mindig érdemes egy dimenzióval lejjebb lépni:

A görbült síkot el tudod képzelni? Földgömb?

Vagy a görbült vonalat?

Na, a tér pont így görbül!

A tér alapból nem választható el az időtől, tehát téridő van.

Ezen kívül valószínű, hogy a mi világunk terét maga a világunk hozza létre saját magának. Ez azt jelentheti, hogy a világunkon kívül nem lehet mozogni, és nem terjed a fény, a rádióhullám és semmilyen más hullám sem.

Esetleg a gravitáció terjedhet a téren kívül is, mivel az nem kötődik hozzá.

A görbültséggel kapcsolatban fontos megjegyezni, hogy a mi terünk (jobban mondva téridőnk) nem úgy görbült, mint ahogy egy gömb felszíne görbül.

A görbületnek a matematikában van egy belső és egy külső definíciója is. Külső görbületről akkor beszélünk, amikor egy alakzat egy magasabb dimenziójú térbe van beágyazva, és az ebben való elhelyezkedését jellemezzük azzal, hogy hogy görbül. Egy vonal pl. csak azáltal lehet görbült, hogy egy magasabb dimenziójú térben (síkon, vagy 3 dimenziós térben) helyezkedik el valamilyen módon - ellenkező esetben ugyanis nem más, csak egy intervallum. Attól lehet őt esetleg görbültnek tekinteni, hogy az egyes pontjai hol helyezkednek el egymáshoz képest egy ezt a vonalat beágyazó magasabb dimenziójú térben.

Felületek és magasabb dimenziójú terek esetén ugyanakkor létezik a görbületnek egy belső definíciója is, amelyet a Riemann-geometria segítségével definiálnak, és amely azzal kapcsolatos, hogy egy adott pont körüli irányított mennyiséget (vektort) egy ekörül a pont körül felbvett tetszőlegesen kis hurkon önmagával párhuzamosal végigtolva a kiindulási pontba az mennyire forog el az eredeti irányától. A párhuzamos eltolás ugyanis olyasmi, ami lokálisan biztosítja, hogy a vektor iránya ne változzon (hiszen önmagával párhuzamosan toljuk el), ám ha egy pont kis környezetében egy zárt hurkon körbetolva egy vektort mégis elfordulást tapasztalunk, akkor az szükségszerűen a tér szerkezetéből adódik, és a tér görbültségének tulajdonítható. Ez alapján definiálják az ún. Riemann-tenzort, amellyel az általános relativitáselméletben a téridő görbültségét lehet mérni.

A belső definíció lényeges eleme, hogy nem feltételez külső beágyazottságot, és csakis a tér belső tulajdonságai alapján definiálja a görbültséget.

A két görbület nem feltétlenül egyezik meg egymással. Egy hengerfelület esetén pl. a külső görbület nulla, azaz a felület sík, és mi sem bizonyítja ezt jobban, mint az, hogy a henger kiteríthető síkban is. Ugyanakkor a hengerfelület belső görbülete nem nulla (a felületen élő kétdimenziós lények csak ezt tudnák kimérni).

Ellenben pl. a gömbnek mind a belső, mind a külső görbülete nullától különböző, és megegyezik egymással. Emiatt a gömb nem teríthető ki síkba, és emiatt minden síkbeli világtérkép szükségszerűen torzít.

A mi téridőnk nincs beágyazva semmibe (pontosabban nem tudunk arról, hogy bármibe is be lenne ágyazva), ezért a görbületnek mi szükségszerűen csak a belső értelmezését tudjuk használni.