转动足够长的铁棍就能超光速?科学家:太过理想化

有人提出过这样的假设:如果有一根足够长铁棍,现在站在一个端点转动这根铁棍,只要力气足够大,另一个端点的速度就能超过光速。

转动足够长的铁棍就能超光速?科学家:太过理想化


然而这个只在理想条件下成立,即棍子是刚体。

首先先来了解一下刚体的概念。刚体是指在运动中和受力作用后,形状和大小不变,而且内部各点的相对位置不变的物体。绝对刚体实际上是不存在的,只是一种理想模型,因为任何物体在受力作用后,都或多或少地变形,如果变形的程度相对于物体本身几何尺寸来说极为微小,在研究物体运动时变形就可以忽略不计。

然而铁棍并不是严格意义下的刚体。铁棍内部由一层层的分子组成,假设有个人在最左边踢了一脚,最先受力的是最左边的分子,这层分子受到力并且向右移动,挤压化学键,化学键把力传递给第二层分子。这样一直循环到最右边的分子。

实际上如果我们把这个力换成一种特定频率的振动,那么振动的传递实际上就是声音的传递,即力在一个物体中传递的速度等于声音在其中传递的速度---5000m/s。

曾经也有人做过实验,将铁棍分成好几部分,并成功测出了力的传递。

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现在回到刚刚的问题上来,如果这根铁棍很长,一个人站在一端转动它,那么从更大的宇宙尺度来看,这根铁棍会像弹簧一样弯曲,也就无法超过光速了。

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