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1 # 偶然相遇369
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2 # 刁博
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,不允許資訊的傳遞速度超過光速。
很多人會設計出這樣的實驗:晃動一根一光年長的棍子,棍子另一端的移動速度會不會超光速?拉動或推動一根一光年長的棍子,棍子的另一端會不會馬上跟著動?
這些問題會讓一些人困惑,相對論是不是就此被推翻了?當然不會!100多年來相對論經歷了各種檢驗,隨手沾來的問題不會把相對論推翻。
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。推動棍子時,棍子這一端的原子分子就會相互擠壓使得原子間距離發生變化,從微觀上看這部分割槽域的原子分子間距還會復原,在復原的過程中就會推動前方的原子分子。如果不發生能量衰減,能量就會一直向前傳遞,傳遞到棍子的另一端後,棍子的另一端就會相應的表現出移動或者轉動。
原子分子的振動對應的是機械波,從剛才的分析中可以看得出,棍子這一端發出的移動或者轉動訊號就是透過機械波向前傳遞的。機械波在介質中是以一定的速度向前傳遞的,在空氣中的傳播速度大約是340米每秒,在常見的介質中的傳遞速度一般在幾百米每秒至幾千米每秒之間。
如果真的打造出一根一光年長的棍子,拉動棍子的這一端,訊號只能是以音速在棍子中傳遞,並且傳不了多遠的距離能量就會衰減掉。換成裝滿水的管道,也是一樣的結果。相對論這個偉大的理論不是一根棍子一根管道就能否定的。
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3 # 燕二郎
先說結論:不會。
這個壓力傳播的速度其實就是機械振動或者說機械波傳播的速度,也就是聲速。媒介是水那就是水裡的聲速,如果是一根長棍子,那就是固體中的聲速。在實驗室裡做這個實驗其實不難。
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4 # 大炎2008
首先實驗道具管子要沒有任何擴張,沒有任何彈性的情況下是可以瞬間傳遞壓力,再一個水也是由分子構成分子之間還在間隙,這麼長的一根水柱畢然會顯示出分子間的彈性。
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5 # 又見小貓
看過公園甩鞭子的嗎?你甩完之後過一會兒那頭才會動。壓力足夠大的前提下,假設存在這樣的管子,相同的道理,壓力也是透過介質傳導的,分子、原子就是介質。距離足夠長的話,分子、原子運動的時間也會放大,所以不可能瞬間另一端就會有壓力。
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6 # 原來不知道
大多數理解光速有問題,光速不是一種普通的速度,不只是快,與普通的速度有本質區別。既某種物質在某種作用下放出光子具有光速,簡單說只有光子才有光速,要讓普通物質具有光速根本做不到,因為這要自我激勵自我燃燒,隨著速度增高,這個物體會發現自己逐漸變成光子了。
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7 # 百邪辟易
給大家開個腦洞!
這麼來,朝宇宙中發射一秒的鐳射,那麼就是一根30萬公里的光棒在宇宙中穿行,如果這束鐳射直徑1米,一秒鐘裡在在20公里左右的範圍裡來回振盪2萬次左右,那麼在宇宙中會有一個長寬20萬公里的方形光毯在宇宙中飛行,如果受星體引力影響路線發生偏移,這個光毯會不會旋轉,旋轉中自身會不會產生引力。
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8 # 無船也渡河
提出任何實驗方法,首先需要解決可行性。什麼是可行性?他必須包含理論上的可行和現實上的可行性。水雖然不可壓縮,但是給水施加壓力的直接結果是在水裡造就了一個機械波。機械波的傳遞不僅需要時間,而且也會衰減。由此可見,設想這個機械波可以沒有時間間隔瞬間傳遞到另一端根本就不能成立。更重要的是,這樣的設想也不具有現實性:因為人類根本沒有能力造出這根棍子。你能設計出克服工程難題的製造工藝嗎?這個工程難題就是引力及其引力坍縮。這個自然技術壁壘會阻止任何類似嘗試。理論上不能成立,現實上沒有可能性。提出這個設想的人只能繼續服從愛因斯坦的理論!
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9 # 道友明2018
並不會!因為水本身是有慣性的,當一端受到擠壓後,作用力使擠壓點附近的水分子之間的距離發生改變從而傳導施加的壓力。其實不用那麼長的管道,你就拿個稍微長一點的水管裝滿水,對著一頭吹,你也會發現並不是你一吹另一頭馬上就出水!
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10 # 夕陽武士的救贖
不可能。
理論上來說,根本捏不動。
非要說足夠力的話,那麼,力的傳播過程會有損耗,根本傳不了多遠就被水的壓力抵消。
就算傳播到另一頭需要的力足夠,不考慮管子的受力強度等等一切理想的狀況下,傳播過去的速度,比音速要慢一些。
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11 # 唐山川
所有這類問題其實都是一個意思,就是假設一個剛體,然後透過移動一斷輻射另一端,其實這都是不成立的,力量的傳導也是需要時間的,也是透過原子作用的,超越不了光速。
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12 # 相忘江湖3666
水壓傳導速度是挺快,但是也沒快到無限的程度,在水裡引爆就可以測出水壓傳導的速度。。。肯定沒衝擊波在空氣裡快
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13 # 虎王73699653
不會,通常得到的壓強,作用距離很短,所以讓人產生了壓力錯覺。
列如,超星星爆炸,所產生的爆閃,會因距離的遠近,而有觀察上的時間差。
壓強其實就是受約束的物體之間,分子或原子被施壓相互靠近,但施加的力又不足以引起分子或原子性質改變。分子與原子受到相同電荷排斥作用力,而產生的反作用力。
壓強越大,反作用力也越大。
恆星就是這樣的一個矛盾體,巨大的質量,產生了巨大的引力,巨大的引力,又產生了巨大的壓力,巨大的壓力又使原子核之間的空間擠壓的很近,又產生了巨大的反作用力。
撐不住了,嘣的一下就炸了。
一光年的距離長度,一端產生的水壓力波,其反作用力遠小於光速,到達另一端,將會是一個很漫長的過程。
用光替換掉水,一光年兩端之間,沒任何干擾光傳播的因素存在,一端光源發光,另一端需要地球計時週期一年後才可以看到。
假設水分子相互靠近後,產生的反作用力都向另一端均勻傳播,計算下傳導時間,再除以一光年的距離,可想而知,那會要等多長時間,另一端才能收到壓力數值。也許一百年,也許一千年。呵呵。
水分子之間有著相當大的空間,要讓這個空間形成有效均勻的傳導空間,需要注入大量的水,同時還有施加巨大的壓力。
水分子又有足夠大的質量,壓力,重力,反作用力,分子結構穩定性。天知道到時候,還能不能達成實驗所需要的穩定,可靠,有效,長期的密閉空間。
半路上這些傢伙們,會手拉手,拉班結夥整出啥子狀況來。呵呵。
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14 # 宣宏宇
你有過在紅燈前排除等待通行的經驗麼?當綠燈亮的時候並不會所有等待的車同時開動,而由前至後一輛接一輛地依次開動。其他任何東西的傳遞也都同理,只是絕對尺度各不相同而已。
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15 # 語境思維
題目雖有點誇張,但有建設性意義,可以質疑愛氏相對論。1光年=9.44e12千米,做9.44萬億公里長的水管是不可能的。
不妨改成“1千米”,同樣可說明——液體壓強的傳播機制——與愛氏相對論無關。
感性是不可靠的。需補充幾個資料,做詳細的物理估算,才能真的說明問題。
需要的幾個引數材料有關引數的預設
①液壓鋼管長:L=1000米,
②管孔截面積:A=1平方釐米=1e-4㎡。
④大氣壓強:p₁≈10萬帕斯卡=1e5N/m²。
⑤外加壓強:p₂=10atm=1e6N/m²。
未加壓前的水分子引數:
⑥外層電子繞核速度:v₁≈α²c=1.6e4米/秒。
⑦水分子空隙的光子頻率,估計低於一般紅外線頻率:f₀≈1e9[Hz],波長λ₀=c/f₀=0.3[m]。
⑨水體溫度:T=293.15[K],水分子震盪速度:v₂₁²=3kT/m₂,v₂₁=√40.45e4=630[m/s]
外加壓強在水體中的傳播機制思考以下分析:
根據帕斯卡定律,液體所受的壓強是各向傳播並且大小相等的。就本題而言,傳播給水分子表面各點位承受的壓強處處相等。
根據動量守恆定律,水分子外層電子的反彈壓強與外加壓強大小相等,方向相反。
顯然,水分子傳播外加壓強,是按多米諾骨牌效應模式,呈接力賽方式,依次推壓的。
現在的問題是:
各個水分子的外層電子之間不可能裸接觸,而是有一定空隙。 電子之間有強大的排斥力。
這個空隙是真空的,筆者認為,祂就是真空場介質,也就是麥克斯韋認定的真空以太。
那麼:上一個水分子的壓強/壓力/動量/能量,是如何傳遞給下一個水分子的?
總不能一下子跳到下一個水分子吧?換句話說,不存在超距作用、隔空打牛的傳播模式。
進一步的追究
愛氏相對論認為,不存在以太,真空是虛無,電磁波傳播無需介質,靠時空曲率傳播。
按此理論,機械的力/能/波,就只能是實體粒子之間的超距傳播,這顯然是荒謬的。
分析傳播機制
顯然,外加壓強必然以真空場為載體,在水分子之間傳播。 壓強傳播就是力或能的傳播。
機械的力/能/波的傳播,是外層電子被加速傳播與真空場介質被激發傳播的交替推壓。
絕大多數科學家早就承認:真空場不是虛無,而是一種介質,可傳播力/場/能/位移電流。
為了便於定量操作,本質上,光子就是真空場的一個量子化單元,即空間的基本單元。
而且,不要騎馬找馬,光量子正是暗物質與暗能量共有的虛粒子(virtual particle)。
尤其,必須強調的是:光量子不是被波源發射出來,而是真空固有的傳播子(propagator)。
能量轉換與相關計算1. 能量轉換的程序
外加動能(Ek)→激發光量子(γ)→激發外層電子(m₁)→激發光量子(γ)→激發外層電子(m₁)→激發水分子(m₂)...→轉換動能(Ek"),簡單寫成:
Ek→△Eγ→△Em₁→△Em₂→△Eγ→△Em₁→△Em₂...→Ek"。
2. 具體的解析方程:
外加壓強的相應動能:Ek=W=p₂Ad...(1),首先激發附近所有光量子而升頻,獲得輻射能增量,即:△Eγ=Σh△f...(2)。
式(1)中的d,是水分子自身與水分子之間空隙的可壓縮尺度,簡稱“壓縮距”,可做估計。
其次,所有外層電子被激發加速震盪,獲得動能增量,即:△Em₁=Σ△½m₁v₁²...(3)。m是電子質量,v是電子繞核震盪速度。
然後,該外層電子,作為物質波或移動波源,再次激發光量子獲得輻射能增量,即:△Eγ=Σ△½mv²=Σh△f...(4)。
外層電子的動能增量,轉為水分子動能增量,忽略原子核動能增量。有:△Em₁=△Em₂,即:Σ△½m₁v₁²=Σ△½m₂v₂²。
如果不考慮加壓的熱應力等能量損耗,公式(1)=公式(4):pA=Σ△½m₁v₁²=Σh△f...(5)。
3. 重要的相關計算
計算1:水分子空隙的壓縮距
明確一點,液體是可以壓縮的,不過,如果不是超大壓強,壓縮距是很小的。
水分子的壓縮距,主要是分子間的空隙距離,可以透過實驗測算出來,本文只做基本估計。
水分子半徑約氫原子的3倍:R=3×5.3e-11=1.59e-10[m]。
1個水分子體積:V₁=(4/3)πR³=1.684e-29 [m³]。
1毫升水分子的體積:V₂=1e-6[m³],1毫升水質量:M=1e-3[kg],
1個水分子核子質量:m₂=18×1.66e-27=3e-26[kg]。
1毫升水分子個數:n=M/m₂=(1e-3)÷(3e-26)=3.333e22個。
1毫升所有水分子實心體積:V₃=n·V₁=3.333e22×1.684e-29=0.561e-6[m³]。
1毫升所有水分子空隙體積:V₄=V₂-V₃=(1e-6)-(0.561e-6)=0.44e-6[m³]。
可見:水分子空隙在水分子平均總體積的佔比為44%。這部分空間充滿高能的光量子介質。
估計頻率f=1e9[Hz],波長λ=0.3[m]。不過,與原子內空間一樣,其被壓縮可能不易檢測。
在題設的10個大氣壓下,它也不可能一點也不被壓縮。假設可壓縮10%,可求壓縮距d。
10atm下水分子壓縮距d=(0.44÷0.55×0.1)R =0.08×1.59e-10=1.27e-10[m]。
計算2:水分子接受的體積功
1立方厘米水接受體積功:W=p₂A·d ...(6)。總的壓縮距:d≈0.08[mm]=8e-5[m]。則有:
1毫升水接受到的體積功:W=(1e6)×(1e-4)×(8e-5)=8e-3[J]。
1個水分子接受的體積功:W₂=W/n=(8e-3)÷(3.333e22)=2.4e-25[J]。
這個體積功轉化為水分子的動能增量,有:
W₂=△Em₂=△½m₂v₂²=½m₂(v₂₂²-v₂₁²),其中:v₂₁²=630²=4e5,由此可求v₂₂。
v₂₂=√(2W₂/m₂+v₂₁²)=√(4.8e-25)/(3e-26)+4e5)=√(16+404500)=636[m/s]。
外加10個大氣壓,水分子速度僅增加了1%,說明水分子之間的強大斥力與不可壓縮性。
計算3:水分子激發的電磁波頻率
水分子動能增量,可以激發空隙中光量子,頻率增量,有:W₂=h△f,△f=W₂/h,△f=(2.4e-25)÷(6.63e-34)=0.36e9[Hz],
f₂=f₁+△f=1e9+0.36e9=1.36e9[Hz],頻率增量為36%,遠大於水分子的速度增長率。
可見,水分子空隙的光量子,對外加壓強是相當敏感的,這也佐證卡西米爾效應。
而且,36%的電磁波頻率的變化,應該可測量出來。可惜,筆者這裡沒有實驗條件。
計算4. 求1千米與1光年的壓強傳播時間
前述已求出水分子震盪速度:v₂₂=636米/秒。這個速度也是活塞壓強或壓力的傳播速度,
1千米的傳播時間:L/v₂₂=1000÷636=1.57秒。這個時長,是可用秒錶測出來。
1光年的傳播時間:9.44e15÷636=1.42e13秒=4.5e5[a],即45萬年。
小結作為介質的液態水,傳播機械波的速度是1450米/秒,傳播壓強或壓力的速度是636米/秒。說明:機械力的傳播甚至低於聲速。
固·液·氣·等離子體的粒子運動,既有大粒子傳播機械能,也有光量子傳播輻射能,二者之間是一種交替互動模式。說明:真空不空。
好了,本答stop here。請關注物理新視野,共同切磋物理邏輯與中英雙語的疑難問題。
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16 # null147712432
都在回答這個假設不成立。。。。量子糾纏已經實現了這個假設,兩個糾纏態量子運動狀態可以完全不受距離限制,但也滿足不能超過光速的條件。回答這個問題前好好看看不能超過光速的定義吧,百度一下就看明白了,不要僅限於高中物理那點兒知識。臭蟲一樣的民科,就是這樣自以為是產生的。
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17 # 愛看花開從不摘
這個問題告訴我們什麼道理?
當你像我一樣唸書少,平時又不愛看科技讀物,一旦遇見這種問題就會一臉懵逼併且完全看不懂別人寫的什麼,這裡面有什麼意義,以及這個問題的關鍵點在哪裡…科技不像文學,有的時候連裝都裝不了的…
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18 # PsychoPiz
不會不會不會,重要的事情說三遍。
最近腦殘的一光年長的XX是越來越多了,答案都不是瞬間,力的傳導不是瞬間的,電的傳導不是瞬間的,所有XX的傳導都不是瞬間的,別再問相關問題了。
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19 # 南京村裡人園藝
我有一個疑問,萬有引力跟物體質量有關,那麼物體質量瞬間變化,隨之的萬有引力也改變了,那麼力產生的影響也是瞬間的嗎?那麼力的影響速度和力變化產生的對物質運動軌跡的影響也是瞬間的嗎?力的改變出現的資訊傳播速度會不會超過光速
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20 # null213299303
不會,分子會被壓縮的,大約一公里左右基本就感覺不到壓力了,需要持續給壓才行。一光年那太遙遠了,50年不會被感應到。
回覆列表
一個密封的管子,有一光年長,裡面裝滿了水,是真空的。說明水是一體的。如果從另一個加壓另一頭不會瞬間得到壓的。
一光年長的管子,就是一米長裝滿水的真空管子,另一頭加壓它也不可能得到壓力。
簡單的測試方法,可以從超市買一袋真空食品,從一端或一個部門給它加壓。你絕對不會看到另一端動。說明另一端感受不到壓力的存在。