请大家帮我想一个问题这个问题困扰我很久

一个很困扰我的问题 · 发表于 2007-1-9 15:42:40

我专业不是学习物理的只是大学学了一点相对论

我有一个物理问题想知道这样想错在哪里

假设一根接近无限长的棍子当这个棍子绕一个点开始以一定的角速度转动的时候，杆上的某一个位置开始，肯定其线速度开始接近光速，然后等于光速，然后超过光速.....我们知道速度是不能够超过光速的，所以超过光速的部分是不能够存在的，但是这样一根长的棍子客观上是可以存在的，也是可以旋转的。这就是一个矛盾，我想解决这个矛盾的办法是，速度超过光速部分的杆子所在的空间对杆子来说压缩成一个点形成了极大的弯曲，实际上存在距离的点被串在了一起。也就是说杆子是存在的但是被压缩在一个点的空间里面。我不知道是不是可以这样理解。宇宙大爆炸从一个点开始，但是当宇宙膨胀到一个极限的时候又会重新变成一个点，所以我想，会不会是宇宙的膨胀速度会越来越快，甚至超过光速，这个时候就会变成点，点没有了速度，又开始重新爆炸，这样反复的循环。宇宙不断的膨胀，变成点，再膨胀，这一切对于我们作为这个系统内的分子来说是不会感觉得到的。各位高手们不要笑话我的无知啊。恳请各位给予指正。

idiot94 · 发表于 2007-1-9 18:47:17

1）对于长竿，您的考虑是经典的。问题在于“旋转”的“瞬时性”，就是说，当杆的轴心段开始转动时，他的另一端也同时开始转动了吗？在刚体模型里，是同时的，这时，实际上已经假定了转动状态的传播速度是无穷大。所以纯粹的刚体模型是不符合相对论的。如果在一般的弹性体模型下考虑，则转动的传播以机械波的速度行进，远小于光速，那么在末端的线速度其实也会远远不到光速。这个模型是很接近实际的，您看过武术表演中的枪技表演吧？长枪在快速舞动时，实际上是在震荡的，所谓“枪似游龙”就是描写的这种机械波的样子。

2）关于宇宙大爆炸理论，现在其实只是个假说而已，我个人认为不论是数据还是理论都还远不到可以把这种理论和宏观范围内的经典理论相提并论的地步。有很多有趣的外推和猜想，您的想法就是其中的一种。：）

ψ · 发表于 2007-1-9 19:36:16

既然讨论相对论，有一点应该注意，质点在接近光速时其质量接近无穷大，因而该杆子的转动惯量接近无穷大。所以杆子足够长以后就没有什么力能转动它了。所以你说的“但是这样一根长的棍子客观上是可以存在的，也是可以旋转的。”并不对。

ψ · 发表于 2007-1-9 19:42:19

“转动状态的传播速度”是什么概念啊？虽读了多年理论物理，但没听说过此概念，能解释一下吗？

一个很困扰我的问题 · 发表于 2007-1-9 19:49:29

谢谢二位的指正我的想法太狭隘了论坛有高人啊还要向你们学习

idiot94 · 发表于 2007-1-9 20:55:40

要精确的讨论，就用能量的传播好了，但是意思是一样的，给普通读者多了一层解释的麻烦而已　：）

idiot94 · 发表于 2007-1-9 21:14:00

坏事啊！

而且，信息或者相互作用的传递速度，传统的教科书上一般简单的说，“都是以光速为上限”的，其实许多年以来，挑战光速为速度极限的理论和实验层出不穷，如何理解这些实验和理论的结果是当代理论物理的任务之一，远远超出我的一点点知识，您如果有兴趣，可以去找一些者方面的专著看看。

可是，另一个更加基本的问题在狭义相对论提出的当年，爱因斯坦其实就已经注意到了，那就是引力作用。引力作用在牛顿体系中是超距作用，它的瞬时性没有受到质疑，但是狭义相对论限制了任何信息传递的速度的上限，于是引力就必须由某种媒介或者相电磁波一样的传播，这就是所谓的引力波。类似的，就应该存在“引力子”使得引力在真空中可以象光一样的传播。可惜的是这样的说法是没有什么实验依据的，而且如果这么计算星体的运行，得到的结果也不太对。所以，在广义相对论中，爱因斯坦不得不引入了“曲率空间”的概念，“巧妙”的以空间本身的“特性”来避免引力的“瞬时”传递。但是，这些理论，爱因斯坦本人一直不是十分满意，而且在实验上也只有很少的证据。

所以，您的问题中能量沿着长杆瞬时传递的可能性虽然为机械模型所解决，但是可以有类似非机械问题，同样可能挑战狭义相对论的基本假定啊。

husonghu · 发表于 2007-1-10 01:24:17

赞同

我也是认为"可以存在的"这个前提本身就有问题

uncertain principle · 发表于 2007-1-10 06:21:58

classical ideas are consistent with special relativity.

But in this case we must be very careful about the concept of rigid body,

which can not be defined under special relativity. We can only speak of

group of mass of points.

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不无知啊，都是很好的问题。

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哦，就是偶随手写的，不是什么严格的概念啊　：）

您想法是很好的想法，就是要问这样的问题才会有科学的进步，不是

赞同[:-Q]我也是认为"可以存在的"这个前提本身就有问题

guised

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