קונוס האור
פעולות נוספות
בתורת היחסות הפרטית, קונוס האור (או: חרוט האור) הוא המשטח המתאר את תנועתה בזמן של קרן אור במרחב-זמן (מרחב מינקובסקי). את התנועה הארבע-ממדית הזו ניתן לדמיין בשלושה ממדים, אם בוחרים בשני הצירים האופקיים לייצג שניים מתוך שלושת ממדי המרחב, ובציר האנכי לייצג את ממד הזמן.
את קונוס האור בונים כדלקמן: אם <math>p</math> הוא אירוע המייצג שליחת הבזק (פעימת) אור בזמן <math>\,t_0</math>, כל האירועים שההבזק יכול להגיע אליהם מ-<math>p</math> מרכיבים את החלק העליון בקונוס האור של <math>p</math>, ואילו האירועים אשר יכולים לשלוח הבזק אור שיגיע אל <math>p</math> מרכיבים את החלק התחתון של <math>p</math> (ראו איור).
בהינתן אירוע <math>E</math>, קונוס האור מסווג את כל האירועים במרחב-זמן ל-5 קטגוריות נפרדות:
- אירועים בעבר של קונוס האור של <math>E</math>, על שפת קונוס העבר.
- אירועים בעתיד של קונוס האור של <math>E</math>, על שפת קונוס העתיד.
- אירועים בתוך העבר של קונוס האור של <math>E</math>, שהם אירועים אשר יכולים לפלוט חלקיק חומרי (שנע במהירות נמוכה ממהירות האור) ולהשפיע על <math>E</math>.
- אירועים בתוך העתיד של קונוס האור של <math>E</math>, אשר יכולים להיות מושפעים מחלקיק חומרי הנפלט מ-<math>E</math>.
- אירועים מחוץ לקונוס האור של <math>E</math>, אשר אינם יכולים להשפיע או להיות מושפעים מ-<math>E</math>.
אם משתמשים ביחידות בהן מהירות האור בריק היא 1, למשל: מודדים את המרחב בשניות-אור ואת הזמן בשניות, שיפוע הקונוס יהיה 45°, משום שאור עובר בריק מרחק של שניית-אור אחת בשנייה. מאחר שהיחסות הפרטית דורשת כי מהירות האור תהיה זהה בכל מערכת ייחוס אינרציאלית, כל הצופים חייבים למצוא את אותה זווית של 45° עבור קונוסי האור שלהם. תכונה זו מובטחת באמצעות טרנספורמציית לורנץ.
שני אירועים במרחב-זמן שנמצאים מחוץ לקונוס האור אינם יכולים להיות קשורים בקשר סיבתי, כלומר אף אחד מהם אינו יכול להיות הסיבה של האחר. למעשה, לא ניתן כלל לצפות באירוע אחד מהנקודה במרחב-זמן בה התרחש האירוע האחר.
ראו גם עריכה
לקריאה נוספת עריכה
- צבי מזא"ה, מבוא לתורת היחסות הפרטית.
קישורים חיצוניים עריכה
- הסבר על קונוס האור (באנגלית)
- קונוס האור, באתר MathWorld (באנגלית)