Ruimtetijd
waar ruimte de invariante afstanden tussen objecten codeert, beschrijft ruimtetijd de invariante intervallen tussen gebeurtenissen. Een gebeurtenis is alles wat gebeurt op een bepaald punt van ruimte en moment van tijd. In plaats van punten te beschrijven met behulp van coördinaten (x,y,z)(x, y, z)(x,y,z), worden gebeurtenissen beschreven met behulp van coördinaten (x,y,Z,ct)(x, y, z, C t)(x,y,Z,ct), waarbij ccc de lichtsnelheid is. De reden om ccc specifiek te gebruiken zal later duidelijk zijn, maar merk op dat ccc eenheden van lengte/tijd heeft en ttt eenheden van tijd heeft, zodat heeft ctc tct eenheden van lengte, enkel als xxx, yyy, en zzz.Einstein zei dat hij het betreurde dat hij zijn principe het “relativiteitsprincipe” noemde, omdat “principe van invariantie” het belang van het idee beter weergeeft. Het belangrijkste is niet dat tijd en ruimte individueel relatief zijn, maar dat de manier waarop ze verschillen voor verschillende waarnemers altijd Δs2\Delta s^{2}Δs2 hetzelfde laat.
overweeg nu om de zaklamp in dezelfde kamer te gooien. Het reist dezelfde afstand Δx\Delta xΔx, maar met een snelheid minder dan ccc.
Is het interval Δs2 \ Delta s^{2}Δs2 tussen het gooien van de zaklamp en het raken van de wand groter dan, kleiner dan, of gelijk aan 0?
uit deze problemen zien we dat Δs2\Delta s^{2}Δs2 positief, negatief of 0 kan zijn voor verschillende gebeurtenissen, in tegenstelling tot d2d^{2}d2 dat altijd positief is voor verschillende objecten.
gebeurtenissen met Δs2 = 0 \ Delta s^{2} = 0Δs2 = 0 worden lightlike-separated genoemd; gebeurtenissen met Δs2<0\Delta s^{2} < 0Δs2<0 worden timelike-separated genoemd. Deze gebeurtenissen zijn Causaal verbonden. Ze definiëren de lichtkegel, hier afgebeeld. Hier wordt de tijd weergegeven als de verticale richting en worden twee ruimtelijke dimensies horizontaal weergegeven (omdat het moeilijk zou zijn om alle 3+1 dimensies weer te geven). Het oppervlak van de kegel is alle punten met Δs2=0\Delta s^{2} = 0Δs2=0 ten opzichte van het punt in het midden van de kegel. Het interieur van de kegel omvat alle tijd-gescheiden gebeurtenissen. De gebeurtenissen buiten de kegel, met Δs2>0\Delta s^{2} > 0Δs2>0, worden spacelike-separated genoemd. Deze gebeurtenissen staan Causaal los van elkaar. Niets buiten de lichtkegel kan het punt in het midden van de kegel beïnvloeden, of omgekeerd