爱因斯坦光锥

出处：按学科分类—自然科学总论 天津人民出版社《自然辩证法辞典》第721页（494字）

指在相对论的四维空间中，存在一个划分类空事件和类时事件区域的锥面。

狭义相对论使用四维空间，揭示了时空的等价性，四维空间是在过去三维空间中增加一个时间轴CT在内的四维直角坐标系，其中的时空间隔为△S=x²+y²+z²(ct)²，在四维坐标系中具有不变性(c为光速，ct有长度量纲)，当△S=0时，x²+y²+z²=(ct)²是一个曲面方程，在四维空间做成一个以原点为顶的锥面，称为爱因斯坦光锥。爱因斯坦光锥是由无限多通过时空原点，且△S为零的世界线组成，在这个光锥上的两个事件用光信号联系，其间隔为零，可见间隔为△S的两个事件由光锥分为许多不同的区域，当△S＞0时，即空间间隔大于时间间隔，对应此间隔的二件事是类空的，是不同地点的同时事件；当△S＜0时，对应此间隔的二件事是类时的，表明发生同一地点的二件事，被时间间隔分开。对于一个二维世界，取空间坐标为二维和一个时间坐标，那么以x²+y²=(ct)²给出的光锥，可以看出，在锥体内部是类时区，外部是类空区。类空区必须有超光速的信号联系此区发生的二件事才有可能，这在狭义相对论中是不可能的。