時間的閉曲線
一般相対論 、より具体的にはミンコフスキー空間における系の時間発展を論じるとき、物理学者はしばしば光円錐を用いて考える。光円錐は、物体の現在の状態が与えられたときの未来の時間発展、また物体の現在の位置が与えられたときに未来に存在し得る位置を表す。物体の未来の位置は、物体が移動できる速度によって制限される。すなわち光速が限界となる。例えば、時刻 t0 において位置 p にある物体は、 時刻 t1 では p + c(t1 − t0) 以内の位置にしか移動できない。
光円錐は通常、時空図(横軸に空間の位置 x を、縦軸に時間 ct をとったグラフ)で表される。このグラフで光円錐は物体を始点とした角度45度の斜めの線で表示される。この図では物体の将来の位置はすべて光円錐の内側にある。加えて、すべての空間位置には未来の時間がある;これは物体が空間内の任意の位置に無期限にとどまる可能性があることを意味する。
このような図上の任意の一点は事象(英語版)と呼ばれる。別々の事象は、時間軸に沿って異なる場合は時間的に分離され、空間軸に沿って異なる場合は空間的に分離されているという。物体が自由落下している場合は、時間軸を上に移動する。加速すると空間軸に沿って移動する。物体が時空を通過する実際の経路は世界線と呼ばれる。光円錐をすべての可能な世界線と定義することもできる。
例として単純な時空を考えると、光円錐は時間的に前方に向けられている。これは1つの物体を一度に2つの場所に配置できない、または別の場所に即座に移動できないという一般的なケースに対応する。これらの時空では、物理的な物体の世界線は定義上、時間的である。