超光速脑洞之:一万光年的长杆,推一下另一端会立即感知吗?

有一根长一万光年的杆子,在一端推它一下另一端的人会立刻查觉到吗?能超光速吗?

为了超光速啥脑洞都有,一万光年的杆子有多长哦,即使真有也会因为受到各种天体的引力作用弯曲了,毕竟一万光年内星系还是很多的,当然今天不用相对论,也不用史瓦西半径计算公式,直接从最简单的物理现象来解释这个能超过光速不?

其实宇宙中有一个“超级棍子”的案例,这就是M87星系中央的黑洞两极的等离子喷流,长达4900光年,当然距离1万光年还有些距离,但这已经是能找到的最长棍子记录了!

还是回到这根1万光年长的棍子吧,想必也只有悟空能任意长短的金箍棒能满足要求了;尽管举例的是神话传说,不过咱讨论的却是科学问题,因为我们生活在现实世界中!无论这个棍子用什么材料制造,完成后又放置在哪里,它都改变不了一个属性,即受外力作用时将会变形,即使再小的形变累计之后也将成为一个极为恐怖的数字,那么我们来假设下,如果这根棍子在收到无限大的推力时(保证能传输到1万光年以外),在每米的距离上仅仅只形变一个质子的距离,也许这已经是传说中的刚体了,想必也没有人可以找到如此高强度材料,那么来计算下:

质子直径:约为1×10^-16M

一光年为:9460730472580800米

那么一万光年为:94607304725808000000米

总形变为:9460.73M

也就是在推这根几乎无限长,用无限力推动时,它动总形变距离可达9.5千米左右!当然可以相信这不是你所关心的,因为各位会想象这形变9.5千米以后的传输速度,毕竟都推到9.5千米了,也不在乎再推几个千米!

但很抱歉,无论多大的力,它的传播速度都无法超过声音在这个近似于刚体的介质中,如果这个材料是钢铁的话,那么它的传播速度计算方式为:

V =√(E/ρ)

E 为钢材的弹性常数

纵波:E为杨氏模量,

横波:E 为切变弹性模量

ρ 为钢材密度:一般取值为:7.8×10^3 kg/m^3

根据常见钢材的性能参数,一般认为声波在钢材中的传播速度为:5100m/s

即5.1KM/S,这个速度甚至都不如旅行者速度高,到达1光年外都要数千年甚至上万年,更不要说1万光年了!

最后再提醒下,有静止质量的物体是无法达到光速的!