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Il tempo immaginario è una rappresentazione matematica del tempo che compare in determinate formulazioni della relatività ristretta e della meccanica quantistica. Trova applicazione nella connessione teorica tra meccanica quantistica e meccanica statistica e in alcune teorie cosmologiche.
Se visualizziamo il tempo classico come una linea orizzontale tra passato (a sinistra) e futuro (a destra), in cui la freccia del tempo va dal primo al secondo, possiamo visualizzare il tempo immaginario come una linea perpendicolare a quella del tempo abituale (un po' come avviene nella rappresentazione dei numeri reali e dei numeri complessi) sulla quale è possibile muoversi avanti e indietro come si può fare nello spazio.