СВЕТОВО́Й КО́НУС

Световой конус.

СВЕТОВО́Й КО́НУС, для дан­ной точ­ки про­стран­ст­ва-вре­ме­ни пред­став­ля­ет со­бой трёх­мер­ное под­про­стран­ст­во, об­ра­зо­ван­ное со­во­куп­но­стью ми­ро­вых ли­ний сво­бод­но рас­про­стра­няю­щих­ся све­то­вых сиг­на­лов (или час­тиц с ну­ле­вой мас­сой по­коя), про­хо­дя­щих че­рез эту точ­ку (вер­ши­ну ко­ну­са). По­ня­тие С. к. ис­поль­зу­ет­ся при опи­са­нии свойств че­ты­рёх­мер­но­го про­стран­ст­ва-вре­ме­ни в от­но­си­тель­но­сти тео­рии.

В Мин­ков­ско­го про­стран­ст­ве-вре­ме­ни все точ­ки рав­но­прав­ны, по­это­му до­ста­точ­но рас­смот­реть С. к. с вер­ши­ной в на­ча­ле ко­ор­ди­нат О: х=0, y=0, z=0, t=0 (где x, y, z – про­стран­ст­вен­ные ко­ор­ди­на­ты, t – вре­мен­нáя ко­ор­ди­на­та). Урав­не­ние по­верх­но­сти С. к. с вер­ши­ной в точ­ке О c²t²-x²-y²-z²=0 ин­ва­ри­ант­но от­но­си­тель­но Ло­рен­ца пре­об­ра­зо­ва­ний (с – ско­рость све­та). Точ­ки (со­бы­тия) с x²+y²+z²⩽c²t² и t>0, t<0 об­ра­зу­ют со­от­вет­ст­вен­но верх­нюю (I) и ниж­нюю (II) по­лос­ти С. к. (рис.); со­бы­тия с x²+y²+z²>c²t² об­ра­зу­ют об­ласть (III) вне све­то­во­го ко­ну­са. С. к. пе­ре­се­ка­ет плос­кость x=0, z=0 по пря­мым x=±ct. Со­бы­тия А в об­лас­ти I об­ра­зу­ют т. н. аб­со­лют­ное бу­ду­щее по от­но­ше­нию к со­бы­тию О, ко­то­рое мо­жет ока­зать на них не­по­сред­ст­вен­ное воз­дей­ст­вие. Со­бы­тия В в об­лас­ти II – аб­со­лют­ное прош­лое для со­бы­тия О, и оно не мо­жет по­вли­ять на них, но со­бы­тие В мо­жет вли­ять на со­бы­тие О, сиг­на­лы из В мо­гут дос­тичь О. Со­бы­тия в об­лас­ти III не свя­за­ны с О ни­ка­ки­ми взаи­мо­дей­ст­вия­ми, т. к. ни­ка­кие сиг­на­лы не рас­про­стра­ня­ют­ся бы­ст­рее све­та. Т. о., по­верх­ность С. к. от­де­ля­ет со­бы­тия, ко­то­рые мо­гут быть в при­чин­ной свя­зи с со­бы­тия­ми О, от со­бы­тий, для ко­то­рых это не­воз­мож­но. На­блю­да­тель в точ­ке О мо­жет знать толь­ко о со­бы­ти­ях в об­лас­ти II и вли­ять толь­ко на со­бы­тия в об­лас­ти I.