Світловий конус можна визначити як безліч всіх точок, для яких інтервал. відокремлює їх від даної події (вершини світового конуса), светоподобен (тобто дорівнює нулю). Вершина розділяє поверхню світлового конуса на дві частини. Одна частина поверхні лежить в області майбутнього по відношенню до вершини і містить всі події, яких може досягти світловий сигнал з вершини; можна представляти, що у події-вершині сталася миттєвий спалах. Інша частина містить всі події в минулому, такі, що випущений з них світловий сигнал може досягти вершини. Ось світлового конуса в просторі Маньківського в будь-якій інерційній системі відліку збігається з проходить через вершину світової лінією частки, нерухомою в даній системі відліку.
Оскільки ніякої сигнал не може поширюватися швидше за світло, світловий конус має пряме відношення до причинно-наслідкового структурі простору. а саме, він розділяє весь простір-час на три частини по відношенню до вершини: область абсолютного минулого (конус минулого; всі події, які могли вплинути на подію в вершині), область абсолютного майбутнього (конус майбутнього; всі події, на які впливає подія в вершині конуса) і область абсолютно віддаленого (події, відокремлені від вершини пространственноподобним інтервалом, тобто не пов'язані з вершиною причинно-наслідковими зв'язками). Рівняння світлового конуса з вершиною в початку відліку залежить від простору-часу, і має особливо простий вигляд в просторі Маньківського:
інваріантний по відношенню до перетворень Лоренца. Перетворення Лоренца, що зберігають порядок часу. повністю зберігають і описане розподіл простору-часу.
У разі викривленого простору-часу форма світлових конусів виражається простими рівняннями. Однак як у спеціальній, так і в загальній теорії відносності, поняття світлового конуса в такому простому вигляді має сенс для просторів 4-швидкостей і 4-імпульсів тіл. взятих в локально лоренцової системі відліку. 4-швидкість або 4-імпульс масивного тіла (що має позитивну масу) завжди буде лежати строго всередині конуса майбутнього [1]. З точки зору теорії відносності, все промені. лежать строго всередині конуса майбутнього, «рівноправні» і «однаково віддалені» (точніше, нескінченно віддалені) від поверхні світлового конуса. Тому розігнати масивне тіло до швидкості світла неможливо, скільки б і в який бік його ні штовхали; це явище називають також світловим бар'єром.
Безмасові ж частинки, навпаки, мають 4-імпульси, що лежать на самому світловому конусі (його поверхні). Поняття 4-швидкості для таких частинок визначено тільки з точністю до множення на позитивне число (її «довжина» дорівнює 0).
- ↑ Тут вибір майбутнього (а не минулого) диктується загальноприйнятим угодою про знак на осі часу. і явного фізичного сенсу не має.