光锥,时空中的面,在上面标出光通过一给定事件的可能方向。 以
时间维t替换
三维空间之
一维(如z),选择事件发生之点(x0,y0,t0)为原点,则此事件所能影响之空间范围为以ct(上限速度光速c与时间t的乘积)为半径所包围之圆(或球,如果考虑z);此空间内一系列沿时间
轴方向(F)的圆锥即称之为光锥(
将来光锥)。
同样道理,一个事件将产生一个未来光锥,事件以光速向我们逼近,它的物理影响在到达前是完全无法预测的,因为我们没有发现事件发生,我们此刻还在这个事件的未来光锥之外。例如,假定太阳现在停止发光,这个事件不会对此刻的地球发生影响,我们只能在八分钟后,当地球位于太阳停止发光这一事件的未来光锥之内才受到
绝对过去发生的这一事件的影响。
从
宇宙的起源和发展来看,宇宙从奇点开始,从奇点发射出光锥,宇宙所有
可能发生的事件都被包括在这个光形成的圆锥中,时间轴是圆锥的
中心轴,即是圆锥的高。随着时间的推移,光锥底面越来越大,也就是宇宙发展方向的可能性越来越多。但这一切都是对于奇点(
时间零点,宇宙的开端)来说的。对于奇点后的任意时刻的宇宙,其未来发展方向则是以该点向后(沿时间
轴方向)发射出的子光锥。
任意子光锥都被包括在从奇点发射出的光锥中。根据这个模型,不同的宇宙可能会有相同的未来,因为如果时间无限,同一时刻的任意两个子光锥(在同一时刻处于光锥底面的不同两点)一定会有重合的部分,且这两个不同的宇宙差异越小,重合部分(即有大致相同的未来的可能性)越大,发展成一致的未来所需要的时间越短。
将一块石头扔进水塘,水表面的涟漪向四周散开,并且涟漪以圆周的形式越变越大,这个二维的池塘水面加上一维的时间,扩大的
水圈与时间就能画出一个圆锥,顶点是石头击中到水面的地方和时间。
类似地,从一个事件出发的光在
四维的空间-时间里形成了一个三维的圆锥,这个圆锥称为事件的
过去光锥。
它的
宇宙学意义就是当我们遥望夜空的时候,我们看到的
宇宙,天空的状态,不同于一幅瞬时拍摄的快照所显示的图像,因为光从遥远的地方到达我们这里要花一定的时间,我们在天空中所见到的任何一个天体都是它在发光瞬间的像。望远镜好比是“望时镜”。天体离的越远,我们今天见到的像在时间上就倒退的越早。实际上我们所见的宇宙是一个
穿越时空回溯的像。
一个完备的物理学理论,不但能够为物质层面提供准确的解释,同时也能为这个世界的
普遍性方面以及其他领域提供相当的丰厚的认识基础。一个完备的光锥理论也应当如此。但与此相反 的情况的是,他在物理物质层面上的确定却是一种基础,而在世界的普遍性方面事实必须提供相当精确的解释。这是一个理论基础的递进和衔接。他几乎可以称之为超物理学理论。
光锥理论在这种情况下分为平面光锥和立体光锥。平面光锥描述的是我们对这个世界直接认识的物理几何性质,是对二级光源的描述。立体光锥描述的是整个
物理世界的初级光源的普遍描述。平面光锥理论在这个历史中相当于
牛顿力学理论。
在平面光锥的状态下,我们所认识的物理世界事实上并不是一个立体的世界,而是一个平面。比如说,我们看对面朝着自己的人。我们的眼睛只能看到这个人的前面的一部分,而无法看到他的后背。同理,看任何东西和认识任何事物也都一样有与此相似的现象。为什么我们看到的 世界只是一个平面呢?
1,光在
自然状态下[考虑从光本身出发]允许进行直线传播。但这只形成了平面光锥的锥边。
2,当一个事物进入视界区域时,光线被这个事物所阻挡。投射在该事物上的光线反射过来只是该事物的表面的信息。该事物的后部由于不是该区域的光线所经过的地方,故此,无法呈现任何信息。
3,进入视界区域的事物都有弯曲该光线的能力。即引力。这种引力是传递信息的本质。他形成了光锥中的一个端口。未被阻挡的光线继续向外广大的区域发散。其中一部分被
引力吸引。此时,光呈现似波性质。
4,被吸引和弯曲的原因是光线经过事物的
引力场时波坍缩为粒子性质,被该事物的表面所吸收。
观察者的光是
连续性的,而事物的光由于粒子化反射过来的则是非连续性。这就造成了
观察对象的
模糊性。
5,光线被 事物的引力场弯曲吸引并导致光波坍缩为粒子,并不总是归咎于引力场本身,因为光子本身也有一种微弱的引力,在引力场中表现出光磁性。光磁吸附事物的表面重新把
粒子转化为
波向外界做非连续性传递。