爱因斯坦曾下定结论,光速是宇宙中速度的上限,任何物体的运动速度都无法超越光速,许多人对那个理论抱有量疑立场,而且还想了一些超越光速的办法:

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?  第1张

好比一个足够长的棍子

假设把一根长达30万公里的棍子一端沿固定点扭转,就像在挥动它一样,那么当我一秒挥动一周时,按照圆周长公式能够计算出棍子的另一端线速度为每秒188.4万公里,相当于六倍光速。

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如许来看只要棍子足够长,速度也会越来越快,超越光速岂不是垂手可得?

然而事实实的是如许吗?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?  第3张

起首在现实世界中,我们底子找不到不会变形的绝对刚体,即外形不会发作改动的物体,任何物体在受力后,城市或多或少的变形,只不外日常平凡我们会施加的力都不大,变形能够忽略不计,因而能够近似的把物体看做刚体。

好比当我们把手扶在铁棒上时,铁棒的形变可能只要几个金属原子那么大,当然难以发现形变。

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不外假设物体再大一点,工作就纷歧样了,即使是浇筑水泥的钢筋,在长达数米后挥起来也会像鞭子一样甩,形变起头异常明显起来,也许有人说是钢筋太细了,我们的棍子能够造的粗一点,但在生活里我们有时能看到当风刮的太大时,矗立的高楼也会发作微微的摆动,更别说长达几十万公里的棍子了。

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那是因为当物体遭到外力变形时,它的内部也会产生彼此感化力,被称为机械应力,那种力使它们恢复到变形前的初始形态,遭到机械应力的感化,那根30万公里的棍子必然会断裂,所以起首把它挥起来就不现实。

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不外既然是思惟尝试,就假设我们确实拥有一根绝对刚体的棍子,它不会发作形变和断裂,那如许是不是就能超光速了呢?

当然不是,物体的运动可能和你想的有些纷歧样。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?  第7张

我们在日常生活中拉动一根棍子,能看到棍子的末端也会同时挪动,因而你可能会认为棍子所有部门的运动都是瞬时的,但事实并非如许,你对着棍子用力时,受力的部分会起首获得加速度起头运动,而且在内部扩散出一道机械波。

扩散波抵达哪里时,哪里才起头运动。

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橡皮绳的运动能更曲不雅的展示那一过程,拽它的时候,它的任何部门都是先变形然后再运动,其他任何物体也是一样的原理,需要力在此中传布,只不外传布的时间很短,我们感触感染不到罢了。

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力的素质是一种波,它的传布速度和物体的密度有关。好比力在木棍中的传布速度只要500米每秒,但在铁棍中却到达了5000米每秒,但力做为一种机械波,它最快的速度也无法超越音速,所以当你挥动那根30万公里长的铁棍时,根据每秒5000米的速度,力抵达末端的时间大约需要60000秒,即16.66个小时。

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而且绝对刚体不克不及形变,无法传导机械波,所以当你试图挥动那根铁棍时,无论挥的速度有多慢,都要在霎时把力施加到整个物体,传递该信息时已经超越了光速,按照狭义相对论,需要无限大的能量才气完成那件事。

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所以光速不成超越,而且宇宙中只要光能到达光速,其他任何物体都不成能到达光速,光能到达光速是因为光子静行时量量为0,其他任何物体静行时都有量量。

只要有量量,想要加速鞭策它就需要越来越多的能量,加速到光速时则需要无限大的能量。爱因斯坦得出那个结论颠末困难且复杂的过程,推翻它就等于推翻了相对论。

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所以仅仅通过一些猎奇的设法就想突破它,显然不太可能。