光锥

物理学术语之一
在物理学中,设P是一个事件,即时空中的一个点,不失一般性,可以将P置于坐标系的原点处,时空中与P被类光轨迹连接的点的集合被称为光锥。如果考虑(2+1)-维时空(ct,x,y),光锥是一个对顶圆锥的表面。在1+1维中,光锥由ct=±x定义,有两条直线在(n+1)-维时空的情形下(n≥3),光锥是一个超曲面。由此可以区分未来光锥(t>0时光锥的点集)和过去光锥(t<0时光锥的点集)。[1]
光锥面决定式为ds2=dxμdxμ=0,位于P点的粒子,一定从其过去光锥中来,又一定到其未来光锥中去,对联系光锥内的点和P点的线元,必定有ds2<0,称这样的线元是类时的。对联系光锥外的点和P点的线元,必定有ds2>0,称这样的线元是类空的。由此可知,类时矢量一定在光锥内,类空矢量一定在光锥外,而零矢量一定在光锥面上。[2]

形成

将一块石头扔进水塘,水表面的涟漪向四周散开,并且涟漪以圆周的形式越变越大,这个二维的池塘水面加上一维的时间,扩大的水圈与时间就能画出一个圆锥,顶点是石头击中到水面的地方和时间。
光锥