霍金说时间在过去有一个光锥。
麦克斯韦方程预言,无论光源的速度如何,光速都应该是一样的,这一点已经被精确的测量所证实。这样,如果一个光脉冲在特定的时刻从特定空间的一个点发出,它会在时间的推移中以光球的形式扩散出去,光球的形状和大小与源的速度无关。百万分之一秒后,光线散射成半径300米的球体;百万分之二秒后,半径变成600米;等一下。就像往池塘里扔一块石头,水面的波纹向四周扩散,波纹以圆形的形式扩散,越来越大。如果假设三维模型包括二维的池塘水面和一维的时间,这些放大的水波的圆画出一个圆锥体,其顶点就是石头撞击水面的地点和时间。同样,事件散射的光在四维时空中形成三维光锥,称为事件的未来光锥。同理可以画出另一个叫做过去光锥的圆锥体,它代表了所有可以用光脉冲传播到事件的事件的集合。一个事件P的过去和未来光锥将时空划分为三个区域:这个事件的绝对未来是P的未来光锥的内部区域,它是所有可能受到发生在P中的事件影响的事件的集合,来自P的信号无法传播到P的光锥之外的事件,因为没有什么比光传播得更快, 所以它们不会受到P中发生的事情的影响,过去光锥内部区域的点就是P的绝对过去,是所有这类事件的集合,从这个事件发出的信号以等于或低于光速的速度可以到达P,因此, 这是所有可能影响事件P的事件的集合,如果人们知道过去某个时刻事件P的过去光锥发生了什么,就可以预测P空间会发生什么——剩下的时间就是除了P的未来和过去光锥以外的所有事件的集合。 这部分事件既不受P的影响,也不受P的影响,比如太阳在这一刻停止发光,这一刻也不会影响地球,因为地球的时刻在太阳熄灭的事件光锥之外。我们只能在8分钟后才能知道这一事件,这是光线从太阳到达我们这里所需的时间。只有到那时,地球上的事件才会在太阳熄灭事件的未来光锥内。同样,我们也不知道此刻宇宙中更远的地方发生了什么:我们看到的来自遥远星系的光是几百万年前发出的,就我们看到的最远物体而言,它是80亿年前发出的。所以当我们观察宇宙时,我们是在观察它的过去。如果人们忽略引力效应,就像爱因斯坦和庞加莱在1905年所做的那样,人们就得到一个叫做狭义相对论的理论。对于时空中的每一个事件,我们都可以做一个光锥(事件发出的光的所有可能轨迹的集合)。因为在任何情况下,任何方向的光速都是相同的,所以所有的光锥都是全等的,并且面向相同的方向。这个理论告诉我们,没有什么比光传播得更快。这意味着任何物体穿越时空的轨迹都必须用一条落在其上每个事件的光锥内的线来表示。光锥只是我们描述事件的一种方式。在过去,光锥显示事件发生的原因,在未来,光锥显示事件的影响。