一根30万公里长的棍子 如果挥舞起来 末端速度能否超光速
不太可能。爱因斯坦曾经提出一个宇宙中的极限,即光速是不可逾越的极限速度。根据这一理论,无论物体如何努力,其运动速度都不可能超过光速。尽管这一理论得到了广泛认可,但仍然有一些人怀着质疑的态度,并思考是否有可能找到一些方法来超越这一极限。
一、使用一根足够长的棍子,是否可以实现超越光速的运动
如果我们将一根长度达到30万公里的棍子的一端固定在某一点,然后以一定的速度旋转另一端,就好像在挥动它一样,根据圆周运动的公式,可以计算出棍子的另一端的线速度。假设我们每秒挥动一周,那么根据公式,棍子的一端将以每秒188.4万公里的速度移动,相当于光速的六倍。
这个设想似乎令人兴奋,因为长棍子的长度越来越大,其速度也会不断增加,最终可能实现超越光速的目标。然而,现实世界的物体并非如此。
二、现实世界的物体
在现实世界中,很难找到绝对不会发生形变的刚体物体。绝大多数物体在受到外力作用后,都会产生一定程度的变形,尽管平时我们施加的力较小,这种变形通常可以忽略不计,从而近似地将物体视为刚体。
当物体越来越大时,情况就不一样了。即使是钢筋这样的材料,在长度达数米后,也会像鞭子一样甩动,形变变得非常明显。在极端情况下,如大楼在强风中的微小摆动,都显示出了变形的现象。这是因为物体在受到外力后,内部会产生相互作用力,也就是机械应力,这些力使物体试图恢复到原始状态,以抵抗外部变形。因此,一根长度为30万公里的棍子在受到外力挥动时,将会产生巨大的机械应力,最终导致断裂,因此实际上无法挥动。
如果我们暂且忽略这一现实问题,设想我们真的拥有一根绝对不会发生形变的棍子,并且能够在瞬间施加力。
三、这样是否就能实现超越光速的运动
实际上,物体的运动可能与我们的想象不同。当我们在日常生活中拉动一根棍子时,可以观察到棍子的末端也会随之移动。然而,根据力学原理,物体的不同部分并不会同时运动。当施加力时,力作用在物体的局部区域,导致该区域首先获得加速度并开始运动。这个运动信息会以机械波的形式传播到其他部分。
在这种情况下,力的传播速度与物体的密度相关。例如,在木材中,力的传播速度仅为每秒500米,而在金属中,如铁杆,力的传播速度可达每秒5000米。然而,力作为一种机械波,其传播速度最高也不能超过声速。因此,当试图挥动一根长达30万公里的铁杆时,即使以每秒5000米的速度传播力,也需要大约16.66小时才能够使铁杆的末端产生运动。
此外,绝对刚体无法发生形变,无法传递机械波,因此无论挥动的速度有多慢,都需要瞬间将力施加到整个物体上。这意味着在物体的不同部分之间传递信息的速度将超过光速。根据狭义相对论,要实现这一点,需要无穷大的能量,这是不切实际的。
因此,光速被认为是不可逾越的极限,只有光子在真空中能够达到这一速度。其他任何具有质量的物体在静止时都具有质量,加速到光速需要越来越多的能量,甚至需要无穷大的能量。这是爱因斯坦相对论的基本原理之一,也经历了严格的科学验证。
大家都在看
-
宇宙文明等级如何划分?人类是否是高级文明 在我们这个浩瀚无边的宇宙中,是否存在着远远超越我们的外星文明?上世纪60年代,前苏联著名天文学家尼古拉·卡尔达舍夫提出了根据能量利用来衡量宇宙文明发展水平的划分方法,奠定了 宇宙探索09-22
-
印度政府已批准4个大型太空项目:登陆金星 印度政府已批准4个大型太空项目:登陆金星,探索未知宇宙最近,印度政府的一项重大决定引发了全球的关注:他们已经批准了四个大型太空项目,其中最引人注目的就是计划登陆金星!这不 宇宙探索09-22
-
英媒:研究人员警告称,马斯克“星链”严重 古有星象观天象,今有星链扰科研。科研之窗被蔽,宇宙探索受阻,马斯克的宏图或成双刃剑。在浩瀚的宇宙探索舞台上,科学家与企业家马斯克及其SpaceX公司的“星链”计划,意外地成为了舞台 宇宙探索09-21
-
星际飞船,带你探索宇宙的奥秘。 在无垠的宇宙探索之旅中,星辰号如同孤勇者,穿越未知,寻找着那传说中的奇迹之地。今天,它将带领我们揭开一个古老星系的神秘面纱。船长杰克,这位经验丰富的领航者,他的每一个决定 宇宙探索09-21
-
揭秘宇宙,探索天文奇境 【探秘宇宙,解锁天文奇境 —— 与天文学专家共赴星辰之旅】在浩瀚的宇宙苍穹之下,每一颗星辰都承载着无尽的奥秘,每一片星云都诉说着宇宙的故事。为了引领您深入这神秘莫测的天文世 宇宙探索09-21
-
黑洞是什么?探索宇宙的神秘家伙 在浩瀚的宇宙中,黑洞无疑是最神秘、最引人入胜的天体之一。它们不仅挑战着我们对物理学的理解,还引发了无数关于宇宙本质的思考。那么,黑洞究竟是什么?它们是如何形成的?它们对宇 宇宙探索09-20
-
探索宇宙83-宇宙浩渺 地球之暖何以为继 那么我们的蓝色星球为什么会变暖 ?这是无缘无故吗 ?非也!我们所居住的地球可算是个大温室 ,因为靠近地表大气层中的二氧化碳就像温室中的玻璃和塑料薄膜 ,阳光可以射进 ,但热量 宇宙探索09-20
-
印度太空雄心曝光:金星登陆计划获批,还将 印度太空雄心曝光:金星登陆计划获批,还将开启哪些宇宙探索?飞天巨梦与现实考量:印度太空雄心的喜与忧一、月球,火星,下一个是金星?印度太空梦高歌猛进2024年9月19日,印度内阁 宇宙探索09-20
-
宇宙到底有没有颜色?为什么人眼看不到? # 宇宙中的天体到底有没有颜色?为什么人眼看不到?先说结论:很多天体其实是有颜色的,在光污染弱的地方其实能肉眼看到很多明亮的天体(比如 M42)。人眼看不到是因为:1. 有的天体本身 宇宙探索09-20
-
AI探索宇宙结构新突破!超精准场级模拟,半 编辑:alan【新智元导读】AI开启模拟宇宙!近日,来自马克斯·普朗克研究所等机构,利用宇宙学和红移依赖性对宇宙结构形成进行了场级仿真,LeCun也在第一时间转发和推荐。下面的两组 宇宙探索09-20
相关文章
- 印度太空雄心曝光:金星登陆计划获批,还将
- 宇宙到底有没有颜色?为什么人眼看不到? #
- AI探索宇宙结构新突破!超精准场级模拟,半
- 探索宇宙81-宇宙之蓝 危在旦夕 守护臭氧层
- 在人类探索宇宙的漫长旅程中
- 探索宇宙的钥匙
- 神秘宇宙#探索宇宙
- 探索宇宙法则的博士研究》 摘要
- 多维宇宙揭秘:探索我们看不见的世界
- 人类认知宇宙的第一步:探索火星
- 揭秘宇宙奥秘:物质与能量的华丽交织,探索
- 智能化宇宙:人工智能与大数据的宇宙探索
- 进入黑洞的人去哪了 进入黑洞会永生吗
- 宇宙文明七个等级是什么 宇宙文明等级的划
- 宇宙:无限与界限的深邃探索
- 探索宇宙的奥秘:NASA最新发现揭示外星生命
- 探索宇宙:人类的伟大征程与深远意义
- 宇宙的探索乐章:山大ATLAS与希格斯粒子的
- 探寻神秘星空,揭开宇宙奥秘的奇幻之旅
- 《宇宙机器人》来了!Astro与你一起探索萌
热门阅读
-
离太阳最近的十大恒星排名,宇宙最大十大星 04-12
-
中国十大元帅之死,多高寿而善终(林彪叛逃 07-11
-
全球人口减少可能带来的六大教训和好处 07-18
-
预言2030年太阳将休眠,恐怖的千年极寒将来 07-11
-
中国空间站离地球有多少公里有多大,400公 08-06
-
因果报应真实事例,做尽坏事必遭天谴 07-11
-
中国“天宫”空间站将在2022年前后建成 呈T 03-29
-
连杀6童挖心炖汤,泰国食人魔被制成干尸示 07-21