问题

如果我们站在相距一光年的两个星球上,我拿着长度为一光年的木棍捅你一下,你是否会立刻就感受到?

回答
这个问题很有意思,涉及到我们对时间和空间的一些基础认知,而且牵扯到一些物理学上的概念。咱们掰开了揉碎了聊聊。

首先,咱们得明确一下“一光年”这个概念。它不是一个时间单位,而是一个距离单位。光在真空中的速度是恒定的,大约每秒299792458米。一光年,就是光在一年时间里传播的距离。这可是个极其漫长的距离,差不多是9.46万亿公里。

现在,我们想象一下,你在一个星球上,我在另一个星球上,这两个星球之间隔着整整一光年的距离。你手里拿着一根长度也恰好是一光年的木棍。你要用这根木棍“捅”我一下。

问题来了:我是否会立刻感受到?

答案是:不会立刻感受到。

为什么呢?这就要说到“信息传递的速度”了。

当你说“捅”这个动作的时候,实际上是你在对木棍施加一个力。这个力会沿着木棍传递,最终作用到木棍的末端,也就是你要用它触碰我的那个位置。

然而,这个“捅”的力量,或者说木棍的形变,它并不是瞬间就从你手里传递到木棍的另一端,然后穿过那一光年的空间到达我这里的。

这个传递的过程,会受到物理定律的限制,最关键的就是光速限制。

想象一下,当你在木棍的一端用力时,木棍内部的原子会相互挤压、振动。这种振动,就像是你在敲击一段很长的金属棒,声音会沿着金属棒传递。但是,这种振动的传递速度,受到木棍材料的性质(比如弹性模量、密度)以及木棍的结构(是否是实心的,是否有缝隙等)的影响。

即便木棍非常坚固,能够最快地将这个“捅”的力传递出去,它的传递速度也不可能超过光速。实际上,声音在固体中的传播速度,比如在钢铁里,大约是每秒5000多米,这跟光速比起来,简直是慢得可以忽略不计。

所以,当你用一光年的木棍“捅”我的时候,这个“捅”的力,需要先在一光年的木棍上传递到它的另一端。这个传递过程本身就需要时间。即使假设木棍的传递速度达到了理论上的极限——也就是我们所知的物质传递速度的上限——那也仍然需要至少一年的时间,才能让木棍末端的那一点点变化,传递到另一端。

然后,当木棍末端终于接触到我的身体时,我才会真正“感受到”被捅。而这个“接触”的信号,同样需要时间来传递。如果你的木棍是实心的,并且非常坚硬,那么它末端发生的形变,就会向外传播。这个传播的速度,仍然会受到材料性质的限制,而且最快也达不到光速。

更细致地说:

力的传递: 当你用力推木棍时,木棍内部的原子会发生形变,这种形变会以波的形式沿着木棍传播。这个波的速度,就是你所说的“传递速度”。对于一个理想化的、无限坚硬的杆子,我们可能会想象它传递得很快,但现实中的任何物质都有弹性,都会发生形变。这个形变的速度,不能超过光速,而且通常会远低于光速。
信息传递: “捅”这个动作,包含了“力”和“接触”这两个信息。这两个信息都需要通过物理媒介(木棍)以某种形式(振动、压力波)传递。
相对论效应(如果非要往深里挖): 即使我们忽略木棍材料本身的传递速度限制,直接考虑力的传递,爱因斯坦的相对论告诉我们,任何信息的传递速度都不能超过光速。这意味着,从你用木棍的这一端施加力,到木棍的另一端感受到这个力,这个过程至少需要一年的时间。

所以,简而言之:

你用一光年的木棍捅我,这个“捅”的动作,会先在木棍上传递。即使我们假设木棍传递力量的速度非常快,快到接近光速(这在现实中是不可能的,因为任何物质的传递速度都有上限),这个传递过程本身也需要一年的时间。所以,我需要等到一光年的时间过去,才能感受到你木棍的末端接触到我。

这就像你在一个非常长的水管的一头放水,水需要时间才能流到另一头。只不过这里的“水”变成了传递“捅”这个动作的力或形变。

所以,别指望立刻就感到“挨打”了,至少得等一年。而且,别忘了,在这一年的时间里,你手里那根长达一光年的木棍,在宇宙空间里移动的任何微小变化,对我们来说都是独立发生的。

网友意见

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你拿的是刚体的话,确实可以。

问题是刚体是不存在的。

用这种方式来反驳相对论还不如直接说

『假如我跑的非常快速度超过一秒30万公里是不是就超过光速了』

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