如果有一根無限長的繩子,是不是可以無視光速對空間距離的阻隔?
這個想法,其實就相當於假設存在「剛體」這種東西。所謂剛體,就是不能形變的物體:硬度無窮大,強度無窮高。不存在任何形式的伸縮、扭曲,或者其他變化。
在經典力學中,剛體的存在並不會產生任何悖論,因為牛頓力學對於速度是沒有上限限制的。但是,由於剛體是一個假想的物體,所以很有可能會在某些情況下引出佯謬。
而題主提出的這個問題,恰恰就是這樣的一個佯謬——相對論認為信息無法以超過光速的速度傳遞,而剛體繩卻似乎可以做到這一點。這看起來是矛盾的。
要能解釋這個問題,就要了解:在相對論的體系下,「剛體假設」是不可以做的。所有的物體,都必須看作可以形變的物體。而只要這樣轉換一下視角,就會知道,再堅固的繩子,都無法以超過光速的速度傳遞信息。
為什麼是這樣的呢?因為已知的所有物質,都是由粒子組成的,這些粒子之間,並沒有什麼「堅固的連接件」來把它們連在一起。它們之間通常是靠庫侖力來連接的,也就是電相互作用力。庫侖力確實很強,但它們之間的連接卻不是「剛性」的,而是可以在某些範圍內移動的。這就像是用堅固的彈簧連接並構建出一座房屋——房子的局部,由於彈簧都非常粗大,所以每個節點要想移動很大的距離,都會非常困難;但是,在巨大的外部擾動下,這些節點仍然是可以移動的。
題主說的繩子,其細節結構也都是如此。你在一端快速的拉繩子,這一端發生了移動,這個移動會通過電場,拉動後面的部分跟著移動。但是,電場的變化、傳遞信息的速度仍然是小於光速的。
光在真空速度中最快,接近三十萬公里每秒,而在其它地方比如說空氣中,和玻璃中都會變慢,如果在光纖中傳播的話,更會低至20萬公里每秒左右。
題主問題讓我想起了另一個問題:一根長一光年的棍子,你在這邊拉一米我在另一邊能瞬間察覺到嗎?答案是當然不能,我得n多年以後才能知道你拉了一米。
你的另外兩個疑惑:
量子通信一直以來都不能瞬間傳遞信息的,被某些媒體誇大其詞了。
對的,引力波也不能超光速,你說的引力其實就是時空彎曲的表現,而引力波的概念就是時空產生彎曲的產生的結果,引力通俗解釋,就像一個鉛球放進一個薄膜產生的凹陷後,放一個小球在凹陷處,這個小球會繞圈來回滾動,就像我們地球繞太陽系,還要考慮到小球本來就會產生時空彎曲,而引力波就像一個石頭扔進水裡產生的漣漪,叫時空漣漪。發現它就等於發現一個新的信息傳播渠道了。所以引力怎麼能代替那根繩子呢?
※如果以極快的速度瞬間傳送到30光年以外的地方觀察地球,可以看到30年之前景象嗎?
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