Czasoprzestrzeń
gdzie przestrzeń koduje niezmienne odległości między obiektami, czasoprzestrzeń opisuje niezmienne odstępy między zdarzeniami. Wydarzenie to wszystko, co dzieje się w określonym punkcie przestrzeni i chwili czasu. Zamiast opisywać punkty za pomocą współrzędnych (x,y,z)(X, y, z)(X,y,z), zdarzenia są opisane za pomocą współrzędnych (x,y,z,ct)(x, y, z, ct)(X,y,z,ct), gdzie ccc jest prędkością światła. Powód używania ccc będzie jasny później, ale zauważ, że ccc ma jednostki długości/czasu, a ttt ma jednostki czasu, więc ctc tct ma jednostki długości, podobnie jak xxx, yyy i zzz.
Einstein powiedział, że żałuje nazwania swojej Zasady „zasadą względności”, ponieważ” zasada niezmienności ” lepiej oddaje znaczenie idei. Ważną częścią nie jest to, że czas i przestrzeń indywidualnie są względne, ale że sposób, w jaki różnią się dla różnych obserwatorów zawsze pozostawia Δs2\Delta S^{2}Δs2 taki sam.
teraz rozważ rzucenie latarki w tym samym pomieszczeniu. Przemierza tę samą odległość Δx\Delta Xδx, ale z prędkością mniejszą niż ccc.
czy odstęp Δs2 \ Delta S^{2} Δs2 między rzuceniem latarki a uderzeniem latarki w ścianę jest większy, mniejszy lub równy 0?
z tych problemów widzimy, że Δs2\Delta S^{2}Δs2 może być dodatnie, ujemne lub 0 dla różnych zdarzeń, w przeciwieństwie do d2d^{2}d2, który jest zawsze dodatni dla różnych obiektów.
zdarzenia o Δs2=0 \ Delta S^{2} = 0δs2=0 nazywane są światłodzielnymi; zdarzenia z Δs2<0\Delta S^{2} < 0Δs2<0 są nazywane rozdzielonymi czasowo. Wydarzenia te mają związek przyczynowy. Określają one stożek świetlny, przedstawiony tutaj. Tutaj czas jest reprezentowany jako kierunek pionowy, a dwa wymiary przestrzenne są reprezentowane poziomo (ponieważ reprezentowanie wszystkich wymiarów 3+1 byłoby trudne). Powierzchnia stożka to wszystkie punkty o Δs2=0 \ Delta S^{2} = 0δs2=0 względem punktu na środku stożka. Wnętrze stożka pokrywa wszystkie wydarzenia rozdzielone czasowo. Zdarzenia poza stożkiem, z Δs2>0\Delta S^{2} > 0Δs2>0, nazywane są odstępami. Wydarzenia te nie mają związku przyczynowego. Nic poza stożkiem światła nie może wpływać na punkt w środku stożka lub odwrotnie