jeżeli mamy dwa zdarzenia opisane 4-wektorami
to różniczkowy 4-wektor dzielący te zdarzenia wynosi
Jego długość oblicza się z ogólnego wzoru na długość 4-wektora, tj.
Jeżeli współrzędne zdarzenia oznaczymy symbolami a przyrosty tych współrzędnych oznaczymy symbolami
to różniczka wyrazi się w zwartej formie wzorem
gdzie – tensor metryczny Minkowskiego w punkcie
(3) W dowolnie zakrzywionej czasoprzestrzeni różniczka interwału wyrazi się wzorem
gdzie – tensor metryczny w punkcie
Czterowektor prędkości Definicja Czterowektorem prędkości nazywamy pochodną czterowektora położenia cząstki względem interwału czasoprzestrzennego:
gdzie: – różniczka interwału czasoprzestrzennego dzielącego dwa bliskie zdarzenia leżące na linii świata cząstki, dla której definiuje się 4-wektor prędkości, – czterowektor infinitezymalnego przemieszczenia cząstki w czasoprzestrzeni.
Przy czym zachodzi związek:
Aby pokazać, jaki jest sens fizyczny tak przyjętej definicji 4-wektora prędkości należy najpierw zauważyć, że:
Tw. 1: gdzie – infinitezymalny upływ czasu własnego, przy czym – tzw. czas własny cząstki, czyli czas mierzony w układzie, w którym cząstka (przynajmniej chwilowo) jest w spoczynku. Powyższy wzór oznacza, że: