Světelný kužel

V teorii relativity se množina událostí, které mají od zvolené události nulovou časoprostorovou vzdálenost, označuje jako světelný kužel.

Světelný kužel.
Vzdálenost mezi událostmi A a B má časový charakter, vzdálenost mezi A a C jde o charakter prostorový a vzdálenost mezi událostí A a libovolnou událostí na povrchu světelného kužele má světelný charakter.

Pomocí světelného kužele lze dobře znázornit časupodobný, světelný a prostorupodobný interval.

Světelný kužel je obvykle zobrazován třírozměrným (popř. dvojrozměrným) řezem prostoročasu.

Uvnitř světelného kužele leží všechny události, které mají příčinnou souvislost s událostí A. Ve spodní části (za předpokladu, že plynutí času je orientováno směrem vzhůru) leží všechny události, které mohou ovlivnit událost A, tzn. jde o minulost události A - tato oblast se označuje jako absolutní minulost. V horní části se pak nachází události, které mohou být ovlivněny událostí A, tzn. jedná se o budoucnost události A - tato oblast se označuje jako absolutní budoucnost. Všechny intervaly směřující z události A dovnitř světelného kužele jsou časupodobné. Na povrchu světelného kužele se nachází události, které jsou s událostí A spojeny světelným intervalem. Události vně světelného kužele nemohou ovlivnit ani být ovlivněny událostí A, tzn. není mezi nimi příčinná souvislost. Všechny intervaly spojující událost A s libovolnou událostí vně světelného kužele jsou prostorupodobné.

Světelný kužel lze zkonstruovat v libovolném bodě (události) prostoročasu. Takový světelný kužel pak určuje události předcházející dané události, ale také události, které se nacházejí v budoucnosti od zvolené události.

Vzhledem k invariantnosti prostoročasového intervalu vzhledem k Lorentzovým transformacím se všechny časové intervaly budou transformovat jako časové, světelné jako světelné a prostorové jako prostorové, tzn. události uvnitř původního světelného kužele zůstávají uvnitř nového světelného kužele i po transformaci, události na povrchu světelného kužele budou po transformaci opět na povrchu světelného kužele a události vně světelného kužele budou opět vně světelného kužele. Také události, které se nacházely v budoucnosti, zůstávají v budoucnosti také po transformaci a události nacházející se v minulosti se opět budou vyskytovat v minulosti. Pojmy minulost a budoucnost se tedy při přechodu k jiné vztažné soustavě zachovávají. Současnost dvou událostí je však relativní pojem.

Pohyb (nebo i pouhou existenci) částice vyjadřuje dráha v prostoročase, která se označuje jako světočára. Světočára hmotné částice leží uvnitř světelného kužele, světočára fotonu leží na povrchu světelného kužele.

[editovat] Související články

• Časoprostorový diagram
• Teorie relativity
• Kauzalita