如果有一根一光年長的棍子，推動一端另一端馬上動，超光速了嗎？

2020-08-23 宇宙探索

網絡上經常會有類似這樣的假設，總是以各種假設試圖完成超光速。

不過類似這樣的假設確實一廂情願了，完全建立在個人主觀臆斷的想像基礎上得出的結論，其實還是以絕對時空觀的思維來思考問題，或者說總是以狹小空間裡的感受去思考浩瀚宇宙，當然不會有正確的答案。在我們日常生活裡，一根棍子通常不會太長，一般很難找到超過10米長的棍子，日常經驗告訴我們，推動棍子的一端，另一端馬上就會動。

但事實上也是有時間延遲的，並不是瞬間完成的，只不過傳遞時間太短了，我們根本感覺不到而已。

問題中推動棍子的力量傳遞其實是機械波，機械波的傳遞速度遠沒有光速那麼快，最多只有幾千米每秒而已，與光速30萬公裡每秒的速度相差甚遠。

比如說鐵介質的機械波傳遞速度為4900米每秒，但即使這個速度在我們日常生活中也是很快的，所以我們感覺是瞬間傳遞的。

有人會說：如果存在剛體（受力後形狀和大小不變）是不是就可以超光速了呢？

且不說絕對的剛體不存在，就算真的存在也不可能超光速。一旦上升到亞光速或者光速世界，描述物體運動法則和信息傳遞的方式就需要用到相對論，牛頓的經典力學就不再適用。

別說推動一根一光年的棍子，就算是推動一個微小的原子，也不可能達到或超越光速，速度越高質量就越大，光速意味著需要無窮大的能量，這是不可能完成的。

問題的本質就在於對相對論的認知和理解程度，相對論並沒有禁止超越光速，只是表明「任何攜帶能量或者信息的物質都無法超越光速」！

相對論誕生的兩個重要前提（假設）就是光速不變原理和相對性原理，所以我們不必質疑相對論，質疑相對論的兩個前提才更有意義。而這兩個前提本來就是假設，你完全有理由相信或者不相信，假設的東西本來就沒有理由非得讓人們相信。

你完全可以用自己的假設來代替相對論的兩大假設，但問題是你的假設能比相對論的兩大假設更簡潔更能解決亞光速世界的問題嗎？

如果不能，那就相信相對論，相信相對論也不是難事。非得用「質疑偉大的相對論」來彰顯自己的與眾不同？

沒有必要，並非不讓你質疑，而是你需要保持正確的質疑姿勢！

相關焦點

  • 有一根長一萬光年的棍子,在一端推到它一下另外一端是否超光速?
    這種辦法無法實現超光速，另一端的人也不會立即察覺愛因斯坦關於光速的準確描述如下：1.有靜止質量的物體達不到光速，理論上只能無限接近於光速，光子沒有靜止質量所以速度等於光速；2.信息的傳遞速度不能超光速，突破不了時間光錐的限制；目前科學上認可的超光速有兩個一是宇宙的膨脹速度超光速，宇宙誕生於148.2億年前的宇宙大爆炸，但目前可觀測宇宙直徑已經達到了930億光年；二是處於糾纏態的兩個量子超光速，量子糾纏也被愛因斯坦稱為鬼魅般的超距作用，它們之間的作用是瞬時的超距的。
  • 人類真的可以實現超光速嗎？科學家：一根棍子就可以做到
    日常經驗告訴我們，推動棍子的一端，另一端馬上就會動，事實上這一過程中，也有時間延遲，並非瞬間完成，只是傳遞的時間太短，導致人們感覺不到，那麼，人類可以用一根棍子實現超光速嗎？生活中，我們司空見慣的一個現象，也就是只要一用力馬上就會見到結果，例如，扔一塊石塊，揮舞一下棍子等，於是就有了一種錯覺，誤以為力不需要耗費時間，產生這樣的結論，主要是因為我們對力的傳播還不太了解。
  • 如果有一個足夠長的棍子,轉一周,另一頭可不可以達到光速?
    哈哈，這種問題可謂是關於相對論的長壽問題，類似的問題還有「一根極長的棍子，推動一端，另一端也會立即移動，這不超光速了嗎？；一個半徑無限大的轉盤，有的部分不就超光速了？」等等，我估計再過二十年依舊會有不少人提問。
  • 一個長30萬公裡的棍子，只要一端拉動它，瞬間就超過了光速？
    愛因斯坦在相對論中說到：「任何物體的速度都不會超過光速。自然界中，光速達到30萬公裡每秒的速度，這樣的速度確實很難被超越。」但是，有一個悖論：「如果一個長30萬公裡的棍子，在一邊拉動它，物體速度不就超過了光速嗎？」
  • 30萬公裡長棍子沿固定點旋轉，每秒1周，棍子末端能超光速嗎？
    對於光速無法超越理論，相信有不少人一定不服，假想一下，如果將一根長達30萬公裡鐵棍一端沿一個固定點旋轉，每秒只需旋轉1周，不考慮棍子斷裂等因素，根據圓周長公式L=2πr計算得出，棍子末端線速度不就達到每秒188.4萬公裡嗎，是真空光速6.28倍。
  • 僅靠一根棍子超越光速？愛因斯坦說不行
    在網上看到了一個有趣的問題：有一根棍子橫跨地球和月球，那麼在地球上懟一下棍子，在月球上就馬上能夠收到這個信號，那麼信息的傳遞速度不就超越了光速了嗎？用棍子戳一下另一邊不就馬上能夠感覺到了嘛。但轉念一想，這樣一來，愛因斯坦的廣義相對論不久失效了嗎！光速這個極限就這麼被輕易的超越了？其實並不是。
  • 如果時鐘的秒針足夠長，經過1秒後，秒針末端會超光速嗎？
    愛因斯坦的相對論指出，光速是不可超越的，這個速度是宇宙中最快的運動速度。但如果做一些思想實驗，超光速似乎是輕而易舉的事情，我們很容易構思出超光速現象。想像一下，如果一個時鐘的秒針特別長，那麼，經過1秒之後，秒針的末端會超過光速嗎？畢竟，半徑越大，線速度越大，只要半徑足夠大，線速度豈不是就能超光速了？
  • 推動長度為一光年的杆子,它會超光速嗎?
    假設有一根很長的杆子，比如長度為1光年，也就是說，杆子的長度等於光在一年內的傳播距離。如果有人在杆子的一端推一下，那麼，很多人會認為杆子的另一端也會馬上跟著動一下，這豈不意味著超光速了？上面的觀點看起來很有說服力，它是基於我們真實世界的經驗，在物體的一端推一下，會瞬間移動另一端。然而，事實上，物體的另一端不會瞬間移動，而是一段時間後才移動。當推動一個物體的一端時，會產生一系列的壓縮波，它們通過物體傳播，直到它到達另一端，而這些波的傳播速度就是等於聲音在該物體中的傳播速度。正是這些壓縮波傳遞了物體被推動的信息，從而移動了整個物體。
  • 假如一根棍子足夠長，那麼當它擺動時端點能不能超越光速？
    在網上看到了一個有趣的問題：有一根棍子橫跨地球和月球，那麼在地球上懟一下棍子，在月球上就馬上能夠收到這個信號，那麼信息的傳遞速度不就超越了光速了嗎？用棍子戳一下另一邊不就馬上能夠感覺到了嘛。但轉念一想，這樣一來，愛因斯坦的廣義相對論不久失效了嗎！光速這個極限就這麼被輕易的超越了？其實並不是。
  • 假如密封管子有一光年長,裡面是水,沒有空氣,一擠壓另頭得到壓
    在愛因斯坦的相對論裡，不允許物質的速度超過真空中的光速，不允許信息的傳遞速度超過光速拉動或者晃動棍子的這一端，另一端跟著同時動，這樣的棍子是由剛體材料製作的。剛體是理想化的模型，並不會真正的存在。現實中拉動或晃動棍子的這一端，棍子的另一端需要經歷一段時間才能開始跟著動，只是這個時間非常短，日常生活中一般不會察覺到。棍子是由原子分子組成的，原子分子之間存在著空隙。
  • 假如一根足夠長的棍子做圓周運動,它的線速度會超過光速嗎?
    各種不同的方法試圖超越光速，但事實往往是令人失望的，儘管一根足夠長的棍子旋轉後末端速度會非常迷惑人，但它的本質是改變不了的，他有兩個無法逾越的坎！！旋轉一根杆子無論以多長的直徑與多高的旋轉速度，它都無法違背物理定律，這裡有兩個最關鍵的因素：一、這世上不存在完全剛性的物體，剛體是物理學上為了簡化問題而假設存在的一種理想物體，但現實中是不存在的，因此當這根棍子的速度越來越高
  • 一根棍子如果足夠長,做圓周運動時,速度會不會超越光速
    學過物理的人，對於光速應該都是有些了解的，也非常清楚，這是一個不可超越的速度，所以有人也就提出了一個疑問。如果我們擁有這一根足夠長的棍子，然後拿著一根棍子做圓周運動的時候，棍子的速度會不會超越光速呢？那就是，其實光束是沒有辦法超越的，如果想要達到光速的話，那麼除非你變成光。不管你信不信，真正的情況就是這個樣子的，沒有任何的改變。我們如果真的有一根足夠長的棍子，然後給它一個角度的話，那麼它的末端肯定就會變得非常大。如果這一個棍子非常非常的長，那麼它末端的速度，肯定也就會隨著慣性越來越大。到了後來，它的速度可能是到達光速，甚至會超越光速的。
  • 如果在足夠長的管道內塞滿鋼珠,擠壓鋼珠的速度是否超越光速?
    類似這樣的問題還有很多，比如拿著無限長的棍子的一端揮舞，另一端是否超越光速；拿著無限長的棍子，去捅在另一端的人，力的傳遞是否超越了光速；一個直徑10光年的輪子，我們用力將它旋轉起來，邊緣處的轉速是否超載光速，等等。
  • 力的傳播速度遠超光速?
    這裡所說的光速實際並非光傳播的速度，而是一個固定數，實際光的傳播速度要略小於物理學中光速。     但是還有很多人提出各種各樣超光速的猜想，例如引力超光速，眼光超光速，光速加光速超光速等等形形色色各種的猜想。這類猜想已經在全世界範圍持續了將近一個世紀，但是至今我們沒有發現一種猜想能超光速的。
  • 世界上速度最快的東西,竟然能超光速十倍?
    自愛因斯坦的相對論發表以來，人類前進的腳步和思想就被死死地限定在一個數值上——光速。由於質能等價，物體運動速度越接近光速，質量就會變得越來越大，要再將它加速就需要更多的能量，所以它的速度永遠不可能達到光速，因為那就意味著物體的質量將變得無限大，必須要有無限的能量才能做到。
  • 「光速不變」是什麼意思,是什麼限制了超光速現象?
    大家應該在日常生活中應該都聽到過這樣一句話「光速在真空中是恆定的」，但是如果對愛因斯坦的相對論沒有了解的話，就會產生很多誤解。比如在回答問題時總能遇到以下幾種問法：把雷射燈對著天空，雷射的另一端的線速度不就超光速了？
  • 假如有一根38萬公裡的長杆,旋轉一圈,那麼另一頭就超光速了?
    這個問題屬於相對論科普問題中的元老級別了，先說結論，長杆的任意一部分都不可能超過光速，甚至連達到光速都是不可能的。像題目中說的那樣，長杆的長度是38萬千米（這不就是月地平均距離嗎），只要我們輕輕一揮長杆，那麼長杆的另一端線速度就很容易超光速了（大於每秒30萬公裡）然而這可能嗎？很明顯，這是明顯違背物理定律的事情，在狹義相對論中，物質的速度被規定不能超越光速，只有那些靜止質量為零的物質才能以光速移動，否則就將違背因果律。
  • 為何相隔幾萬光年的粒子都會互相超越光速幹擾?或許弦論可以解密
    只能夠在各自領域發揮作用，因此，我認為兩個理論一定有某些錯誤存在著，才使它們不相容。量子理論中，一切物質以基本粒子構成，而弦理論認為，構成物質的不是粒子，粒子只是弦不同形式的表現，弦有的很長，有的短，有的呈環形結構，那為什麼我們在物質世界發現粒子的存在？是不是觀察角度問題？例如你看一根圓棍子，打橫水平看是一根長的棍子，但是如果從棍子的端頭直視看，棍子只看到一個圓平面。
  • 將電纜帶有探頭的一端放入黑洞，我們能在另一端看到黑洞內部嗎？
    假設有一根足夠長的，且足夠結實的電纜，其一端帶有探頭，此時我們靠近一顆足夠大質量的黑洞，保證我們在事件視界附近不會因潮汐力而被撕碎，將電纜一端投入黑洞視界內側，另一端則留在視界外，試問我們可以藉此觀察到黑洞內部情況嗎？
  • 我們能夠超越光速傳遞信息嗎？
    假設我住在地球上，我有個朋友住在冥王星上。如果我要向他發一條信息，我通常可以用無線電與他聯繫，但是無線電的傳播速度不能超過光速，所以信息需要好幾分鐘才能到達冥王星。然而，假設我有一根很長很長的杆子，從地球一直連接到冥王星。如果我想向他發一條信息，我需要做的僅是敲擊杆子，消息就能通過摩爾斯電碼瞬間傳遞到冥王星。