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?

2020-12-03 科學探索家

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。

實際上,要是超光速真的有這麼簡單,那相對論早就被推翻了,畢竟物理理論對應的是客觀世界,上述問題幾乎全都是從理想狀態(或者叫數學世界)出發,比如足夠長的棍子、無限半徑的轉盤等等

而且默認它們在轉動時,都不會發生形變,也就是直棍仍舊是直棍,圓轉盤仍舊是圓轉盤。實際上從物質世界,是不存在絕對剛體的,也就是說上述的棍子、轉盤都不可能保持完整,只要轉動,就一定會斷裂破碎。

除此之外,相對論還在理論上否決了這種超光速的存在,在狹義相對論當中,質能方程告訴我們,一個物體運動速度越大,那麼其能量就會越大,而當速度達到光速或超光速時,能量就變的無意義或者成了虛數,這一點是不被允許的。

總的來說,無論是從客觀世界還是理論上,此種辦法的超光速是不存在的。

相關焦點

  • 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?但是通過相對論,對於這樣的一種情況,我們已經可以知道了結果,並且獲得了許多驗證。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。
  • 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
  • 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?
    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。
  • 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?」
  • 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。
  • 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。
  • 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?這個命題之所以為假,是因為在考慮問題的時候遺漏了一個重要的因素:力的傳播是要有速度的。杆子的力是通過木棒的形變來傳遞的,而木棒形變的傳遞是要有速度的。在我們的日常生活中,杆子的長度太短,我們不會注意到杆子形變的過程,認為這個杆子的「傳遞」是瞬時的,而一旦尺度拉大,這個過程就顯現出來了。想像你手握著彈簧的一端,向側面一甩,這個彈簧的另一端是會接著旋轉呢,還是延遲一下再旋轉呢?
  • 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。
  • 如果時鐘的秒針足夠長,經過1秒後,秒針末端會超光速嗎?
    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?關於這個問題,可以先通過中學物理來做一個簡單計算。如果讓秒針末端的線速度大小達到光速(299792458 m/s),這樣就能算出秒針的長度約為286.28萬公裡。這個長度相當於地月平均距離的7.46倍,只要超過這個長度,秒針末端的線速度就會實現超光速。由此來看,超光速並不難。
  • 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。理論上,以長杆為半徑做圓周運動,邊緣的線速度等於角速度與半徑之乘積,這也就意味著不管角速度由多小,只要長杆的長度足夠長,那麼邊緣線速度的大小都能趨向於無窮。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?
  • 轉動光源是否能讓光斑移動速度超過光速?真的存在超光速嗎?
    快速轉動雷射筆一周,那麼光子就會向四面八方360度哪個方向發射一顆光子,光子在遠處形成圓形光線由於角速度相同,那么半徑越大的情況下線速度就越快,半徑足夠大,線速度就超光速了,其實答案已經很明顯了,是雷射向每一個方向發射一顆光子,是的,光子形成一個大圓周的過程可以超過光束比如一秒鐘形成了一個周長為50萬公裡的大圓圈,可這是由無數個光子一個挨一個的形成的,該實驗中並沒有某個光子圍著圓周轉一圈
  • 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。
  • 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?這個命題之所以為假,是因為在考慮問題的時候遺漏了一個重要的因素:力的傳播是要有速度的。杆子的力是通過木棒的形變來傳遞的,而木棒形變的傳遞是要有速度的。在我們的日常生活中,杆子的長度太短,我們不會注意到杆子形變的過程,認為這個杆子的「傳遞」是瞬時的,而一旦尺度拉大,這個過程就顯現出來了。想像你手握著彈簧的一端,向側面一甩,這個彈簧的另一端是會接著旋轉呢,還是延遲一下再旋轉呢?
  • 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。
  • 一個物體超過光速可不可以穿越時空?
    穿越時空先說答案:如果真能超過光速,那這個物體真可以穿越時空。孫悟空一個筋鬥雲才十萬八千裡超越光速為什麼有這麼大「法力」?其中m為物體的質量,m0為物體的靜質量,Ⅴ為物體的運動速度,c為光速,從中可以看出當Vc時,分母0,m+∞,物體的質量會隨著速度接近光速而變成無窮大,如果宇宙是有限的,全宇宙的能量都不夠這個物體加速的。因而物體是不可能達到光速的,更別說超光速。
  • 光年長管道中鋼珠掉出一個會不會超光速問題,老套的弱智遊戲
    有人又提出一個超光速問題,認為如果一根足夠長的管道裡面排滿了鋼珠,這邊一捅那邊就調出一個鋼珠,那麼這個鋼珠的速度超過光速了嗎?其實這是一個比我過去回答過的「10光年長的鋼棍」、「1萬光年直徑的輪子」等問題還弱智的問題。為什麼這麼說呢?我們一起來討論吧。
  • 中子星每秒轉速達到上千轉,速度超過光速了嗎?
    說中子星轉速超過光速的人是把中子星看得太大了。中子星其實是一顆很小的恆星屍骸,其轉速再快,也超不過光速。中子星一般半徑約10公裡,也就是20公裡左右的直徑,周長也就是60幾公裡,每秒鐘轉1000圈也就6萬多公裡,怎麼會超過光速呢?
  • 我們可以建立一個可以達到99.999%光速的火箭
    一位挪威教授在類似的深層理論研究中認為,光子火箭可能達到光速30萬公裡/秒(186,000英裡每小時)的99.999%的可能性。他認為儘管人類不能在很短時間內完成這項任務,但是在必要的技術可行的時候,我們有可能在未來某個時間內構建一個能夠達到低於極限速度的太空飛行器。
  • 時間可不可以旅行?霍金這樣解釋
    這就是一個自然產生的時間機器,我樂於想像有一天一艘飛船可以得以接近這個特別的地方,但最起碼要避免被吸進去,我想其中的技巧就在於交界處的調整 而剛好不被吸進去,他們必須有精確的航向和速度否則就出不來了,其軌道是長達3千萬英裡的圓周,但願飛船的速度可以保證其停止下墜,如果有人可以從地球上或者其它遠離黑洞的地方加以指揮,他們觀察其在軌道運行一周要用16分鐘,但對於飛船上的勇者來說 接近這樣質量的物體,船員們的時間的流動將會減一半
  • 光速速度有多快?如果我們以光速飛行,離開太陽系需要多久呢?
    相信大家都聽說過光速,那你能想像以光速前進嗎。單獨說詞好像很抽象,給大家舉個例子,以光速前進,你可以在一秒鐘內前進三十萬公裡,相當於可以讓地球轉七圈半的距離。在講問題之前,我們先了解一下光速到底有多快?光在完美真空中的行進速度,可以達到每小時10億公裡,以光速來探索太空。