La teoría de la relatividad de Einstein se formula en un tipo particular de entorno matemático conocido como el espacio Minkowski o el espacio-tiempo Minkowski . Esta configuración combina las 3 dimensiones del espacio con una sola dimensión del tiempo para formar una estructura matemática de cuatro dimensiones para la representación del espacio-tiempo .
La fórmula a la que se refirió en los detalles de la pregunta es el intervalo espacio-tiempo entre dos eventos en el espacio Minkowski. Ahora, para el cálculo de este intervalo en el caso del espacio-tiempo plano , que es de naturaleza bastante matemática, utilizamos la métrica de Minkowski , que se parece a esto: 
Para calcular la separación espacio-tiempo en un espacio-tiempo plano utilizando la formulación matemática adecuada, utilizamos un tipo particular de operación (llamado producto interno ) que utiliza la matriz mencionada anteriormente (métrica de Minkowski). El signo negativo del primer término diagonal en la matriz puede ser considerado responsable del signo negativo en el término de tiempo y esto explica la naturaleza de la expresión que obtenemos para el intervalo espacio-tiempo. Estaba destinado a ser una explicación simple, por lo que me he abstenido de usar expresiones matemáticas en la respuesta, pero espero que esto aclare la posible confusión.
PD
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La operación del producto interno para calcular el intervalo espacio-tiempo en nuestro caso debería verse así:
( Precaución: la imagen de arriba tiene problemas de representación. Haga clic en la imagen para tener una mejor idea de los signos en el lado derecho).
donde el 4-vector x es: 
Una vez que evalúa el producto de las matrices en la expresión anterior, debe recuperar la expresión conocida para el intervalo espacio-tiempo que se menciona en los detalles de la pregunta.
