Espacio tridimensional del mundo material

El espacio tridimensional es el modelo geométrico del mundo en el que vivimos. Tridimensional, se llama porque su descripción corresponde a tres vectores unitarios, teniendo una dirección en longitud, anchura y altura. La percepción del espacio tridimensional se desarrolla a una edad muy temprana y tiene una relación directa con la coordinación de los movimientos humanos. La profundidad de su percepción depende de la capacidad visual de la conciencia del mundo que le rodea y de la capacidad de identificar las tres dimensiones con la ayuda de los sentidos.

Según la geometría analítica, un espacio tridimensional en cada uno de sus puntos es descrito por tres cantidades caracterizadoras, llamadas coordenadas. Los ejes de coordenadas, situados perpendiculares entre sí, forman el origen en el punto de intersección, que tiene un valor cero. La posición de cualquier punto en el espacio se determina con respecto a los tres ejes de coordenadas que tienen un valor numérico diferente en cada intervalo dado. El espacio tridimensional en cada uno de sus puntos individuales está determinado por tres números que corresponden a la distancia desde el punto de referencia en cada eje de coordenadas hasta el punto de intersección con el plano dado. También existen esquemas de coordenadas tales como los sistemas esférico y cilíndrico.

En el álgebra lineal, la noción de medición tridimensional es descrita por el concepto de independencia lineal. El espacio físico es tridimensional porque la altura de cualquier objeto no depende de su anchura y longitud. Expresado en el lenguaje del álgebra lineal, el espacio es tridimensional porque cada uno de sus puntos individuales puede ser determinado por una combinación de tres vectores que son linealmente independientes entre sí. En esta formulación, el concepto de espacio-tiempo tiene un significado cuadridimensional, porque la posición del punto en diferentes intervalos de tiempo no depende de su ubicación en el espacio.

Algunas propiedades que tienen un espacio tridimensional son muy diferentes de las de los espacios en una dimensión diferente. Por ejemplo, un nudo atado a una cuerda está en un espacio de menor dimensionalidad. La mayoría de las leyes físicas están relacionadas con la dimensionalidad tridimensional del espacio, por ejemplo, las leyes de los cuadrados inversos. El espacio tridimensional puede contener espacios bidimensionales, unidimensionales y de dimensión cero, mientras que a sí mismo es considerado parte del modelo del espacio cuadridimensional.

La isotropía del espacio es una de sus propiedades clave en la mecánica clásica. Se llama un espacio isotrópico porque cuando el marco de referencia es girado a cualquier ángulo arbitrario, no se produce ningún cambio en los resultados de medición. La ley de conservación del momento angular se basa en las propiedades isotrópicas del espacio. Esto significa que en el espacio todas las direcciones son iguales y no hay dirección independiente con la definición de un eje de simetría independiente . La isotropía tiene las mismas propiedades físicas en todas las direcciones posibles. Por lo tanto, un espacio isotrópico es un entorno cuyas propiedades físicas no dependen de la dirección.