СВЕТОВОЙ КОНУС

СВЕТОВОЙ КОНУС понятие,
используемое при описании геометрич. свойств четырёхмерного пространства-времени
в частной (специальной) и общей относительности теории. С. к., соответствующим
данной точке пространства-времени, наз. трёхмерная поверхность в этом четырёхмерном
пространстве, образованная совокупностью мировых линий свободно
распространяющихся световых сигналов (или любых частиц с нулевой массой
покоя), проходящих через эту точку (вершину конуса). Т. о., каждой точке
четырёхмерного пространства-времени соответствует свой С. к.

В случае, если справедлива
частная теория относительности, геометрия пространства-времени есть псевдоевклидова
геометрия, наз. геометрией Минковского, в к-рой все точки пространства-времени
равноправны. Поэтому достаточно рассмотреть С. к. с вершиной в начале координат
О: х = 0, y = 0, z = 0, t = 0(где x, у, z - пространств.
координаты, t - время). Уравнение поверхности С. к. с вершиной в
О имеет вид: x² + y² + z²-c²t²
= 0 (с - скорость света в вакууме); это уравнение инвариантно относительно
Лоренца
преобразований. Точки (события) с x² + y²
+ z²= <c²t² и t>0, t<0 образуют
т. н. верхнюю и нижнюю полости С. к., соответственно- области I, II; события
с х² + у² + + Z²>c²t²образуют
область III вне С. к.

Пересечение С. к. с плоскостью
y = 0, z = 0 изображено на рис. Поверхность С. к. пересекает эту плоскость
по прямым х= ±ct. События А, лежащие в области I, образуют
т. н. абсолютное будущее по отношению к событию О; событие О может оказать
непосредств. воздействие на любое событие А, т. к. они могут быть
связаны с О сигналами или взаимодействиями. Соответственно, события В в
области II образуют абсолютное прошедшее для события О; любое событие В
может
влиять на событие О, сигналы из В могут достичь О. События в области
III не могут быть связаны с О никаким взаимодействием, т. к. никакие частицы
и сигналы не распространяются быстрее света.

Т. о., поверхность С. к.
отделяет события, к-рые могут находиться в причинной связи с О, от событий,
для к-рых это невозможно,- с этим связано фундаментальное значение понятия
"С. к.".

Наблюдатель, находящийся
в О, может знать только о событиях в области II и воздействовать только
на события в области I.

При наличии полей тяготения
мировые линии, образующие поверхность С. к., уже не являются прямыми; свойства
С. к. вблизи вершины такие же, как в частной теории относительности, но
в целом они оказываются уже другими, т. к. геометрия пространства-времени
не псевдоевклидова.

Лит. см. при статьях
Относительности
теория, Тяготение. И. Ю. Кобзарев.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я