Rymden och ljustet från andra stjärnor

I allmän relativitetsteori utgör ljusets utbredningshastighet den högsta hastighet som är möjlig. Det är alltså inte möjligt för någon form av inverkan att fortplanta sig mellan två punkter snabbare än ljuset. Detta bestämmer i sin tur den kausala strukturen hos rumtiden.
För att inse hur detta fungerar krävs lite teoretiskt resonemang:

Man använder sig i allmän relativitetsteori av så kallade Lorentz-mångfalder för att representera rumtiden; i denna representation finns det tre klasser av geodeter (en sorts generalisering av vektorer till krökta rum) som kan följas genom rumtiden; rumslika, tidslika och nollgeodeter. Masslösa partiklar som fotoner följer nollgeodeter i rumtiden, partiklar som har massa följer tidslika geodeter, medan de rumslika geodeterna inte motsvarar någon bana som en fysikalisk partikel kan följa. Man kan säga att nollgeodeterna står för den gräns där kausal inverkan kan ske mellan två punkter i rumtiden.

En mer tillgänglig beskrivning av hur detta fungerar kan man få genom att betrakta den speciella relativtetsteorin, där rumtiden inte är krökt och geodeterna blir till vanliga vektorer. I denna teori använder man sig av ett enklare specialfall av Lorentz-mångfalden; den s.k. Minkowski rumtiden, vilket är en representation av slät (icke-krökt) rumtid. I denna rumtid kan det jag just skrev om tidslika geodeter etc. beskrivas väldigt koncist genom en ljuskon (se denna bild). Ytan på konen utgörs av nollgeodeter, banor inuti den av tidslika geodeter och banor utanför den av rumslika geodeter. Alla geodeter som är antingen tidslika eller nollgeodeter (d.v.s. de som ligger inuti konen eller på dess yta) benämns kausala eftersom de kan sägas representera signaler som binder samman händelser i rumtiden med en hastighet som är som högst ljusets. Eftersom ljuspartiklar följer nollgeodeter, utgör ljusets hastighet alltså en gräns för kausal inverkan. Ljus är alltså genom sin natur i allra högsta grad knutet till kausalitet

Det "superljus" som vi diskuterade tidigare, yonera, skulle i det universum som vi lever i följa en rumslik geodet och därför vara ett exempel på en icke-kausal signal.