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1 # 刁博
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2 # 賽先生科普
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30萬公里)
然而這可能嗎?
很明顯,這是明顯違揹物理定律的事情,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。
在狹義相對論中,有一條質量隨速度變化的推論,它告訴我們如果一個物體的速度無限接近光速,那麼物質的質量將會無窮盡的增大,顯而易見的是,質量無窮的物體將需要無窮多的動力進一步加速,那麼這無窮盡的動力哪來呢?沒有地方來。
所以說不論你多麼長的長杆,任何部分都不能超光速,如果強行揮動的話,結局只有一個:長杆斷裂解體。
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3 # 默城風
不會,首先說現實的,假定不考慮杆子的剛性,材質,你揮杆到一半光速的時候,所需要耗費的能量就已經大到燒掉一半地球也不夠的程度了,退一步說,你開了掛,吸收了宇宙中無名能量,要多少能量有多少能量,可以再加速揮杆,那麼從杆子的遠端開始無限接近光速,那端的質量會無限加大,與你的無限能量輸出抗衡,如果你有足夠暴力的能量輸出和杆子足夠剛硬,那端的杆子不管是什麼材質,就會出現離子化,結構分解(不是破碎,是物質構成分解),簡單描述,就是當絕對速度在無限能量的驅使下無限接近光速,傳統物理學就完全失效,就得考慮那神神叨叨模糊不明的量子物理學了,物質解構,從粒子趨向為波。這時的所謂時間概念就已經是個不確定恆量恆值了,時間失效,還哪來的“速度”???
這是造物給人類設定的一個死結桎梏,別想脫離
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槓桿有省力槓桿和費力槓桿,在費力槓桿的這一端滑動1米,另一端可能會滑動10米。槓桿這一端的速度是1米每秒,另一端的速度就是10米每秒。
轉動一根很長很長的棍子去實現超光速,這是很多人曾經想過的。這樣的棍子肯定造不出來,因為沒有符合要求的材料。即使假設有這樣的材料,假設有一個人的力氣足夠大,假設這個人沒有被棍子彈跑,棍子的另一端也不可能超光速。因為人推動棍子或者轉動棍子,是透過機械波將轉動訊號從棍子的這一端傳到另一端,機械波的傳播速度等於聲音在這種介質中的速度。棍子的這一端擰成花捲了,另一端離收到轉動訊號還早著呢。
很長很長的槓桿雖然造不出來,不過有很多器械是和槓桿等效的,比如滑輪、齒輪。若是大小齒輪同軸同角速度轉動,轉一圈小齒輪的邊緣走了10釐米,大齒輪的邊緣會走得更多。讓跟多的齒輪排列在一起,就可以實現更大傳動比。
還真有人做出過一個大的齒輪組,一共設計了100級,每一級的傳動比是10。按照這樣的設計,第一個齒輪轉了1圈,第二個齒輪會轉10分之一圈,第三個齒輪會轉100分之一圈,第100個齒輪會轉10的99次方分之一圈。或者說,如果第一個齒輪轉一圈需要1秒,第二個齒輪轉一圈就需要10秒,第三個齒輪轉一圈需要100秒,第100個齒輪轉一圈需要10的99次方秒。10的99次方秒,這是31.7億億億億億億億億億億億年,遠遠超過宇宙的年齡。
如果倒著轉這個齒輪組,讓第100個齒輪轉一圈,第一個齒輪就能夠轉10的99次方圈,這樣就有望超光速了。這回儀器造出來了,真正的問題更清楚了,誰能轉動第100個齒輪?材料能撐得住嗎?這時候如果繼續假設能,相對論就要出手了,相對論告訴我們,速度越大質量就越大。當物體加速到趨近光速,它所需要的能量就趨近於無窮大。宇宙中沒有那麼多能量推動著輪子接近光速轉動,超光速還是別想了吧。