世界線（worldline）

在時空圖上，一個粒子不是一個點——它是一條曲線。隨著時間推進，粒子佔據一連串的事件，把它們串起來便在時空中描出一條線：它的世界線。一般的軌跡顯示某物在何處，而世界線同時顯示在何處與何時——把物體的完整歷史當作單一個幾何物件。

世界線是一個物體在閔可夫斯基時空中掃出的曲線 x^mu(lambda)，最自然的參數化是用它自身的固有時 tau，即 x^mu(tau)。它的切向量是四維速度 U^mu = dx^mu/dtau，而對有質量的粒子，世界線處處是類時的（其切向量落在局域光錐內，U·U = c^2 > 0）。靜止的粒子有一條垂直的世界線（只在時間中運動）；等速運動是一條傾斜的直線；加速則使它彎曲。光沿恰好落在光錐上（ds^2 = 0）的類光世界線行進，而由於 dtau = 0，它無法以固有時參數化。

世界線的觀點把動力學重新框成幾何。自由（慣性）運動是一條直的世界線——而且，由於度規是不定的，它是兩事件間固有時最長的那一條；四維力使世界線彎曲（四維加速度非零）。這是廣義相對論的直系祖先，在廣義相對論中自由落體是沿測地線的運動——彎曲時空中最直的世界線。要注意：世界線不是一條「空間中」隨時間被走過的路徑；它是時空中一條固定的曲線，已經把時間維度包含在內——與其說粒子「沿著它移動」，不如說它就是那條曲線。