在物理學中，設P是一個事件，即時空中的一個點，不失一般性，可以將P置于坐標系的原點處，時空中與P被類光軌跡連接的點的集合被稱為光錐。如果考慮(2+1)-維時空（ct,x,y），光錐是一個對頂圓錐的表面。在1+1維中，光錐由ct=±x定義，有兩條直線在(n+1)-維時空的情形下（n≥3），光錐是一個超曲面。由此可以區(qū)分未來光錐（t＞0時光錐的點集）和過去光錐（t＜0時光錐的點集）。
光錐面決定式為ds2=dxμdxμ=0，位于P點的粒子，一定從其過去光錐中來，又一定到其未來光錐中去，對聯(lián)系光錐內(nèi)的點和P點的線元，必定有ds2<0，稱這樣的線元是類時的。對聯(lián)系光錐外的點和P點的線元，必定有ds2>0，稱這樣的線元是類空的。由此可知，類時矢量一定在光錐內(nèi)，類空矢量一定在光錐外，而零矢量一定在光錐面上。
形成
將一塊石頭扔進水塘，水表面的漣漪向四周散開，并且漣漪以圓周的形式越變越大，這個二維的池塘水面加上一維的時間，擴大的水圈與時間就能畫出一個圓錐，頂點是石頭擊中到水面的地方和時間。
類似地，從一個事件出發(fā)的光在四維的空間時間里形成了一個三維的圓錐，這個圓錐稱為事件的過去光錐。
它的宇宙學意義就是當我們遙望夜空的時候，我們并沒有看到目前狀態(tài)的宇宙，天空所顯示的圖像不同于一幅瞬時拍攝的快照因為光從遙遠的地方到達我們這里要花一定的時間，我們在天空中所見到的任何一個天體都是它在發(fā)光瞬間的像。望遠鏡好比是“望時鏡”。天體離的越遠，我們今天見到的像在時間上就倒退的越早。實際上我們所見的宇宙是一個穿越時空回溯的像。
原理
同樣道理，一個事件將產(chǎn)生一個未來光錐，事件以光速向我們逼近，它的物理影響在到達前是完全無法預測的，因為我們沒有發(fā)現(xiàn)事件發(fā)生，我們此刻還在這個事件的未來光錐之外。例如，假定太陽現(xiàn)在停止發(fā)光，這個事件不會對此刻的地球發(fā)生影響，我們只能在八分鐘后，當?shù)厍蛭挥谔柾Ｖ拱l(fā)光這一事件的未來光錐之內(nèi)才受到絕對過去發(fā)生的這一事件的影響。
從宇宙的起源和發(fā)展來看，宇宙從奇點開始，從奇點發(fā)射出光錐，宇宙所有可能發(fā)生的事件都被包括在這個光形成的圓錐中，時間軸是圓錐的中心軸，即是圓錐的高。隨著時間的推移，光錐底面越來越大，也就是宇宙發(fā)展方向的可能性越來越多。但這一切都是對于奇點（時間零點，宇宙的開端）來說的。對于奇點后的任意時刻的宇宙，其未來發(fā)展方向則是以該點向后（沿時間軸方向）發(fā)射出的子光錐。任意子光錐都被包括在從奇點發(fā)射出的光錐中。根據(jù)這個模型，不同的宇宙可能會有相同的未來，因為如果時間無限，同一時刻的任意兩個子光錐（在同一時刻處于光錐底面的不同兩點）一定會有重合的部分，且這兩個不同的宇宙差異越小，重合部分（即有大致相同的未來的可能性）越大，發(fā)展成一致的未來所需要的時間越短。
平面光錐
概述
一個完備的物理學理論，不但能夠為物質(zhì)層面提供準確的解釋，同時也能為這個世界的普遍性方面以及其他領域提供相當?shù)呢S厚的認識基礎。一個完備的光錐理論也應當如此。但與此相反的情況的是，他在物理物質(zhì)層面上的確定卻是一種基礎，而在世界的普遍性方面事實必須提供相當精確的解釋。這是一個理論基礎的遞進和銜接。他幾乎可以稱之為超物理學理論。
光錐理論在這種情況下分為平面光錐和立體光錐。平面光錐描述的是我們對這個世界直接認識的物理幾何性質(zhì)，是對二級光源的描述。立體光錐描述的是整個物理世界的初級光源的普遍描述。平面光錐理論在這個歷史中相當于牛頓力學理論。
下面稍微了解一下什么是平面光錐。
在平面光錐的狀態(tài)下，我們所認識的物理世界事實上并不是一個立體的世界，而是一個平面。比如說，我們看對面朝著自己的人。我們的眼睛只能看到這個人的前面的一部分，而無法看到他的后背。同理，看任何東西和認識任何事物也都一樣有與此相似的現(xiàn)象。為什么我們看到的世界只是一個平面呢？
原因
1，光在自然狀態(tài)下[考慮從光本身出發(fā)]允許進行直線傳播。但這只形成了平面光錐的錐邊。
2，當一個事物進入視界區(qū)域時，光線被這個事物所阻擋。投射在該事物上的光線反射過來只是該事物的表面的信息。該事物的后部由于不是該區(qū)域的光線所經(jīng)過的地方，故此，無法呈現(xiàn)任何信息。
3，進入視界區(qū)域的事物都有彎曲該光線的能力。即引力。這種引力是傳遞信息的本質(zhì)。他形成了光錐中的一個端口。未被阻擋的光線繼續(xù)向外廣大的區(qū)域發(fā)散。其中一部分被引力吸引。此時，光呈現(xiàn)似波性質(zhì)。
4，被吸引和彎曲的原因是光線經(jīng)過事物的引力場時波縮為粒子性質(zhì)，被該事物的表面所吸收。觀察者的光是連續(xù)性的，而事物的光由于粒子化反射過來的則是非連續(xù)性。這就造成了觀察對象的模糊性。
5，光線被事物的引力場彎曲吸引并導致光波坍縮為粒子，并不總是歸咎于引力場本身，因為光子本身也有一種微弱的引力，在引力場中表現(xiàn)出光磁性。光磁吸附事物的表面重新把粒子轉化為波向外界做非連續(xù)性傳遞。
這些就是平面光錐形成的基本原理。
不管我們怎樣運動，在哪個位置，看到的世界都是一個平面的世界。這個世界是直接并真實的。這也是我們認識中感官，感性，認識的最初步驟。
參考資料 >