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？
2020-07-14 趣味探索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。
如果物體速度真能達到6.28倍光速，肯定是令人興奮的，繼續按這種想法算下去，只要物體長度足夠長無限長，比如1光年長，只要一端沿一個點做圓周運行，不管角速度有多慢，末端線速度就會超過真空光速，如此一來，超越光速實在是太簡單了。
事實真是這樣嗎？當你知道兩個物理知識後，肯定不會再這麼想了，因為在實際中，這是永遠不可能的，第一個知識是力在物體中傳播速度，第二知識點是愛因斯坦提出的光速無法超越理論。
力傳播速度
雖然日常生活經驗告訴我們，將一根長棍一端向前拉動時，棍子末端也會同步向前移動，但以科學角度來看，兩端移動速度並不同步，這是因為力從棍子一端傳播到另一端需要時間，只不過傳播時間極短，我們根本覺察不出來，這才讓我們誤認為棍子兩端是同步進行。
那麼力在物體中傳播速度究竟有多快？實驗結果表明，在物體中，力和聲音傳播速度一致，在不同物質中，力傳播速度也會千差萬別，比如在木棍和鐵棍中，力傳播速度差距離極大，在木棍中，力傳播速度只有每秒500米，但在鐵棍中，力傳播速度約每秒5000米，速度快了整整9倍。
如果不考慮其它因素，一根5000米長木棍一端被拖動時，末端將在10秒後才會移動，而一根5000米長鐵棍一端被拖動時，末端只需1秒後就移動了。如果棍子長度短於2米，無論是鐵棍還是木棍，力傳播時間極短，沒人能感覺得出來。
30萬公裡長巨大鐵棍一端沿固定點做圓周運動時，按每秒5000米速度，力到末端時間需要60000秒，約等於16.66小時，也就是說我們將鐵棍一端用力移動時，末端需要16.66小時後才會移動。
光速無法超越
力在物體中的傳播速度只能表明物體每一個部位移動並不同步，但還是沒有表明物體永遠不會超過光速原理，但在1905年，愛因斯坦提出了光速無法越超理論，也就是說無論你怎麼去假設，實際上一切物體運動速度不可能超過光速。
在大型強子對撞器中，無論給粒子施加多大能量，它們的飛行速度始終無法超越光速，最多就是接近光速。多次科學實驗證明了一個無法超越的事實，當前沒有什麼物體速度能夠比真空光速更快，不管科學家怎麼努力，速度最多只能接近光速，但始終沒辦法超越。
光速似乎是一切速度的上限，就像絕對零度273.15攝氏度一樣，沒有比這更低溫度。所以當30萬公裡長巨大鐵棍在作圓周運動時，無論你在一端施加多大力，另一端線速度不可能超過光速，最多就是接近光速，當另一端線速度接近光速時，角速度自然就會被限制。
況且在實際中，30萬公裡長巨大鐵棍還要考慮其它問題，變形問題，力傳輸衰減問題，因此無論我們怎麼做都是徒勞無功，物體速度不可能超越光速，或許光速將是宇宙終極速度。有趣的科學探索內容請關注唯一微信公眾號：有趣探索
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