Si empujo una varilla de 0.3 millones de longitud, el otro extremo de la varilla se mueve inmediatamente. ¿Eso no significa que la información ha viajado más rápido que la luz?

¡Decir ah! ¿De dónde sacaste la idea de que el extremo más alejado se movería al mismo tiempo que el extremo que empujaste?

En primer lugar, ¿sabes cuánta energía se necesitaría para superar la inercia de tanta masa? Bueno, yo tampoco. Tendríamos que saber el diámetro de la barra, y especialmente el material del que está hecha la barra; antes de que podamos comenzar a calcular una suposición.

El material tendría que ser algo muy, muy rígido, o empujarlo contra él con la fuerza astronómica requerida solo haría que se comprimiera o flexionara en el extremo “frontal” de la punta, que nunca se transmitiría a lo largo del 300,000 kilómetros enteros.

No solo necesitaría ser muy rígido, sino que también debería ser increíblemente fuerte. Dado que usted dijo que este objeto es una “vara”, y no una celosía, tendrá que ser increíblemente denso para no desmoronarse, agrietarse o romperse. Si sucediera cualquiera de esas cosas, la cantidad inimaginable de energía que lograste generar también se disiparía mucho antes de que llegara al extremo opuesto.

No puedo imaginar tal material, pero tal vez exista algún día …

Pero aún puede demostrar lo que sucedería en un nivel práctico, incluso sin proporcionar los datos faltantes que mencioné.

Pon tu mano sobre un objeto muy denso, enormemente masivo. Sugiero el planeta Tierra, ya que es el único objeto de tamaño significativo al alcance. (No importa si la masa total es menor o mayor … el resultado será lo suficientemente cercano).

¡Ahora empuja con todas tus fuerzas! ¡Más fuerte! ¡EMPUJAR!

Ahora llama a tu compañero que estaba parado en el punto diametralmente opuesto de la Tierra desde donde empujaste. ¿En qué momento registraron tu empuje?

Ahí está tu respuesta. El resultado será, a todos los efectos prácticos, el mismo.

Las respuestas a continuación que se refieren a la velocidad del sonido son maravillosas y están basadas en la realidad experimental.
Sin embargo, como teórico, estoy dispuesto a darte un respiro y permitirte crear un tubo de carbono súper duper que sea perfectamente rígido, increíblemente liviano y que venga con su propia pista guiada para deslizarse.
El extremo de la barra todavía no se moverá instantáneamente. En el nivel más simple, su “impulso” implica una fuerza fundamental, muy probablemente la repulsión electromagnética en las capas externas de los átomos involucrados. Esa fuerza electromagnética está mediada por / transmitida por una partícula (fotones en el caso de EM). Estas partículas no pueden viajar más rápido que la velocidad de la luz.
Entonces, incluso para la varilla teórica súper duper, el otro extremo no se moverá antes del tiempo que tarda la luz en recorrer esa distancia.

Voy a ser el abogado del diablo aquí. Cuando leí tu pregunta, la interpreté como un experimento mental. Creo que hay dos respuestas posibles que son correctas, dependiendo de las condiciones de su posit.

En la primera situación, suponiendo algún tipo de material físico real, como muchos ya han observado, todavía tomaría tiempo, aunque minúsculo, para que la fuerza atraviese la longitud / distancia de la barra. Por lo tanto, un retraso en la transmisión de información utilizando cualquier material que siga las leyes normales de la física.

Sin embargo, si la varilla no estuviera hecha de material, sino que tal vez fuera un campo electromagnético en forma de varilla de algún tipo u ondas gravitacionales (recuerden amigos, experimenten aquí) que transfirieron instantáneamente la fuerza, el solo hecho de que fuera instantáneo haría se teletransporta, NO viaja FTL ya que la fuerza está actuando / reaccionando simultáneamente en ambos extremos sin viajar la distancia entre ellos. Recuerde que la velocidad de desplazamiento, también conocida como velocidad, es d / t. Si t = 0, entonces la velocidad no está definida, por lo tanto no existe en este universo. Entonces, la fuerza existe en dos locales, pero no en el espacio intermedio, por lo tanto, no se viaja. Tal vez si hubiera una forma en que la fuerza pudiera existir en todos los puntos a lo largo de la distancia por igual mientras se ejerciera, podría decir que “viajó”, pero no soy físico, así que ni siquiera puedo imaginar un contexto en el que eso sea posible excepto volviendo a la teletransportación, o tal vez un agujero negro (por eso son negros, ¿verdad?).

¿Quién te dijo que el otro extremo de la barra se mueve inmediatamente?

Esa afirmación no es cierta.

Cuando empujas el extremo de la barra, se comprime ligeramente. También se inclinará ligeramente hacia arriba. El extremo opuesto no se moverá de inmediato; de hecho, no por un buen rato.

La pequeña compresión viajará a lo largo de la barra, de la misma forma que una onda de choque viaja a través del aire, el agua o la tierra. Viajará a una velocidad significativamente menor que la velocidad de la luz, y de hecho mucho más lenta que la velocidad del sonido, y el efecto se verá en el otro extremo solo después de un lapso de tiempo medible.

El efecto de inclinación probablemente será mayor. El mejor ejemplo es si ves películas de alta velocidad de una flecha disparada desde un arco poderoso. La flecha no se tambalea hacia adelante. Se inclina hacia arriba, luego retrocede y se inclina hacia abajo, luego hacia atrás (o en algún otro plano), durante todo su vuelo. La amplitud de la vibración disminuye algo durante el vuelo de la flecha.

Entonces, no, no eres lo suficientemente inteligente como para vencer la velocidad de la luz, simplemente haciendo una caña de 186,000 millas de largo. Eso es dos tercios de la distancia a la luna.

Por cierto, ¿cómo propusiste apoyar esa barra, manteniéndola recta sobre esa longitud? ¿Y cómo esperaba que esos soportes no tuvieran fricción, de modo que la fricción acumulativa contra los soportes a lo largo de esa longitud no produjera una fuerza resistiva mucho mayor que cualquier empuje que pudiera reunir? ¿Y cómo anticipó contrarrestar la expansión térmica en la atmósfera, junto con la contracción térmica en el espacio, lo que en combinación acortaría la barra en una cantidad mucho mayor que la distancia que podría empujarla?

¿Y cómo, podría preguntar, iba a medir el instante en que se aplicó el empuje y compararlo con el instante en que ocurriría un movimiento correspondiente en el extremo opuesto? Enviar incluso una señal láser tomaría un segundo. Enviar una señal de radio tomaría un poco más. Enviar una señal por un cable llevaría todo el día llegar allí. (Sí, lo sé, ese último es exagerado; pero también lo es su afirmación de descubrir cómo vencer la velocidad de la luz).

¿Por qué tenemos ondas de sonido (o alguna onda para el caso)?

Porque la presión no puede propagarse con velocidad infinita. Si pudiera, no habría ondas de sonido. Podemos escuchar sonidos, porque una acumulación de presión delimitada espacial y temporalmente no llega a ningún otro punto en el universo de inmediato. Se necesita tiempo y espacio para propagarse.

Es ese juego delicado de velocidad variable del sonido y sus implicaciones para la forma en que se refleja, absorbe o transmite, lo que nos brinda la oportunidad de ofrecer imágenes en movimiento de los cuerpos vivos. Debido a que la masa biológica comprende ciertas diferencias en las propiedades mecánicas, resulta en velocidades de sonido ligeramente diferentes y resistencia a la propagación de ondas de sonido (impedancia).

Las velocidades del sonido son incomparablemente mucho más lentas que la velocidad de la luz (incluso si consideramos que la velocidad de la luz en los materiales es considerablemente menor que la conocida velocidad de la luz del vacío). Si pudiéramos observar una barra tan inimaginable en toda su longitud, simplemente veríamos cómo una iniciación de presión en un lado comenzaría a propagarse hacia el otro extremo.

Tomaría casi 14 horas obtener su señal de presión de un extremo al otro, si la varilla tuviera 300,000 km de largo y si asumimos una velocidad de sonido de 6,000 m / s para acero suave (un valor bien conocido entre los probadores no destructivos , aunque también sabemos que es un poco más pequeño, por lo que, para mayor precisión, usamos el valor real).

Simplemente compare estas cifras: un segundo contra 14 horas. Incluso si la varilla hipotética fuera bastante rígida (recuerdo algo así como 10 km / s para las cerámicas SiC), todavía no sería algo realmente comparable.

Los materiales son elásticos. No existe un movimiento inmediato de un cuerpo de un lado a otro, a menos que pueda incurrir en la misma fuerza con la misma dirección en cada punto de la masa. Pero entonces, no tendría nada que ver con la propagación de información, si ya hubiera dispersado su información por todas partes.

Imagine que aplica una fuerza sobre una regla estacionaria mantenida en una mesa desde un extremo. El otro extremo de la regla parece moverse instantáneamente. Eso solo se debe a la persistencia de la visión del ojo humano. En realidad, cuando aplica una fuerza en un extremo de la regla, se genera una onda de compresión en la regla que se mueve al otro extremo. El otro extremo se mueve solo cuando la onda de compresión lo ha alcanzado.

La velocidad de la onda de compresión es la velocidad del sonido en ese material.

Ahora para responder a su pregunta, el tiempo necesario sería la distancia / velocidad.

Aquí, distancia = 1 año luz

velocidad = velocidad del sonido en el material de la barra.

Digamos que la barra pesa una libra por pie. Eso es 5,280 libras por milla, multiplicado por 186,000 millas o alrededor de 400,000 toneladas. ¡Entonces tendrás muchos problemas para empujar esa vara!

Próximo problema, digamos que usa un martillo GRANDE para golpear el extremo de esta caña de 400,000 toneladas. El golpe va a viajar a través de la barra como una onda de compresión, idéntica a la que empujas con la barra, a la velocidad del sonido en la barra, que si es una barra de acero, es de aproximadamente 3 millas por segundo. Por lo tanto, el sonido o el empuje tardarán aproximadamente 50,000 segundos en llegar al otro extremo. Eso son unas 15 horas. Mucho más lento que la velocidad de la luz.

El último problema es la atenuación o la compresión. Si golpeas el extremo de la barra, la explosión se debilitará cada vez más con la distancia. Supongamos que pierde el 50% de su explosión por milla. así que en el otro extremo es la explosión original dividida por dos, 186,000 veces. Esa es una cantidad muy alta de atenuación. De hecho, podría hacer estallar una bomba de hidrógeno contra el extremo de la varilla, y el golpe no sería medible en el otro extremo. Cómo sabemos esto? Bien 2 ^ 10 = 1024, que está cerca de 10 ^ 3, entonces 2 ^ 186,000 está cerca de 10 ^ 50,000, una bomba de hidrógeno solo produce alrededor de 10 ^ 16 julios de energía. En el otro extremo de la barra de acero, eso sería 10 ^ -49984 julios. Un sonido realmente débil es la energía de una molécula a 1 grado, aproximadamente 10 ^ -33 julios. Entonces, el empuje en el otro extremo es unos trillones de trillones de veces más débiles de lo que podemos detectar.

Tengo una regla en mi escritorio. Es de plastico. 1 pie o 0.3m de largo. Según los documentos de ingeniería, la velocidad del sonido en plástico es de 2000 m / s. Entonces, si presiono un extremo, el otro extremo comienza a moverse 0.3m / (2000m / s) = 150 microsegundos más tarde. Para mí, esto parece instantáneo. No es; De hecho, es fácil construir un sistema electrónico que mida este retraso.

Entonces, no, el otro extremo no se mueve instantáneamente, de hecho, la información se mueve 300,000,000 / 2000 = 150,000 veces MENOS que la velocidad de la luz.

Editar: Algunos comentarios mencionan la imposibilidad de mover algo tanto tiempo porque es demasiado masivo o demasiado flexible. Estoy de acuerdo: la existencia de una “vara” 50 veces más larga que la tierra es ancha, es absurda. No solo sería demasiado masivo, sino que colapsaría por su propio peso. Es por eso que los cuerpos sólidos astronómicos son prácticamente esféricos. Restringí mi respuesta para abordar solo el reclamo “el otro extremo se mueve inmediatamente”. De hecho, la tierra misma es un ejemplo interesante. Podemos “empujar” un extremo de la tierra haciendo estallar una bomba nuclear. Su efecto se puede sentir en el otro lado de la tierra, no “inmediatamente”, sino 25 minutos después. ¿Cuánto tiempo tarda un terremoto en pasar por toda la tierra?

No nunca. Imposible en absoluto. ¡En esta situación hipotética ya no estamos hablando de la velocidad de la luz! ¿No somos nosotros? Solo en apoyo de Sir, Robert Frost

Estamos hablando de la velocidad de empuje (1225 km / h) no ligero (299 792 km / s )

La regla es: la información no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz. Sin embargo, algún evento hipotético puede ocurrir más rápido que la velocidad de la luz.

Permítanme agregar un ejemplo hipotético más.

Ejemplo: En la siguiente imagen, considere un ejemplo sobrenatural en el que podría proyectar la sombra de su figura en algún planeta grande cuyo diámetro sea mayor a 0.3 millones.

Mueve el dedo de la punta del punto A al B en un segundo, por lo tanto, la sombra también se mueve de A a B solo en ese segundo. Entonces, lo que sucedió aquí es que tu sombra hipotéticamente viaja más rápido que la luz. Pero no se ha transmitido información.

PD: Suponga que si su varilla de 0.3 millones de km de largo es posible con una fuerza considerable, entonces mi vela, ¡la sombra de los dedos también es posible!

Algunos puntos

1. La entrada no se recibirá de inmediato. Las compresas de metal, como el resorte de torsión en su automóvil, la cantidad es una pequeña fracción de la longitud total, pero si la varilla tiene 300,000 km de largo, incluso 0.1% es 300 km.
2. La temperatura afecta la longitud, por lo que una parte de la varilla podría estar expuesta a la luz solar y calentarse, y la otra parte podría enfriarse, esto significa que la ‘señal’ de entrada se perdería, ya que el ‘ruido’ generado la inundaría (baja SNR proporción)
3. La inercia de algo tan masivo significaría que no solo se necesitarían grandes cantidades de energía para que se mueva, sino que se flexionaría como un arco.
4. Los efectos gravitacionales, como las rutas orbitales de los planetas, los cometas, los asteroides y los desechos espaciales, afectarían el espacio e impartirían movimiento en la barra.

Esencialmente, lo que estoy llegando a nosotros, no, por lo tanto no funcionaría.

Sí, significaría que esa información viajó más rápido que la luz. Sin embargo, existe un problema técnico, toda la materia está compuesta de átomos, y esos átomos no pueden exceder la velocidad de la luz sin desintegrarse. Los electrones se caerían y su regla “larga” se desmaterializaría antes de alcanzar la velocidad de la luz. En realidad, la regla es como un largo tren de locomotoras, cada automóvil tiene un espacio entre ellos, lo que permite que la locomotora comience a rodar un automóvil a la vez antes de que todos se muevan juntos. La locomotora recorre una buena distancia antes de que el último automóvil comience a moverse, que es como los átomos que forman su larga regla.

Intenté hacer algo así una vez. Empujé una barra de metal con fuerza, y vi como una vibración recorría la longitud de la barra, luego rebotó, regresó y pateó mi pie debajo de mí.

Básicamente, la barra de metal es un medio, y la energía del empuje solo puede operar a una cierta velocidad y una cierta cantidad de energía. El otro extremo no comenzará a moverse hasta que la energía lo haya alcanzado. Después de ese límite, la energía, como una ola a través del material, intentará disiparse hacia afuera, como los rompedores en el océano. Por supuesto, ese tipo de interruptor en un material sólido significa una falla catastrófica del material mismo.

Si empujo una varilla de 0.3 millones de longitud, el otro extremo de la varilla se mueve inmediatamente. ¿Eso no significa que la información ha viajado más rápido que la luz?

Sí lo haría.

Sin embargo, no tienes esa varilla, y tal varilla no existe, ¡aún más, no podría existir!

No puede existir porque la varilla es (en el mejor de los casos) un sólido formado a partir de una multitud de átomos / moléculas, cada uno de ellos en su agujero potencial, en una red electromagnética elástica. Para que se muevan de principio a fin, la información tiene que moverse de uno a otro en forma de luz, y esto no solo tiene muchas paradas (de átomo a átomo, de molécula a molécula), sino que tampoco sucede en vacío (ocurre en el espacio ocupado por la materia sólida de la barra) por lo que se propaga mucho más lento que la luz en el vacío.

Como una forma corta de decirlo, la velocidad instantánea deseada de información en la barra se desperdicia por la elasticidad del material.

Cualquier tipo de varilla de material se mantiene unida por campos electromagnéticos, también conocidos como “luz”. Así que usted ha declarado: “Si empujo una cosa hecha de luz, el otro extremo de la cosa se mueve inmediatamente, eso no significa que la información ha viajado más rápido que ligero.”

No, porque supusiste que la luz viaja de inmediato.

Voy a tratar de abordar su pregunta sobre el potencial de la información que viaja más rápido que la luz sin centrarme en la vara teórica.

¿Puede hacer algo, por ejemplo, empujar contra la barra, viajar más rápido que la luz? Digamos que la fuerza de nuestras acciones no se interpreta como una serie de acciones, ya que entenderíamos la secuencia de movimientos para correr una milla, pero consideramos solo la primera fuerza, o la acción aislada. (Como alguien mencionó la acción de su “empuje”).

Los agentes en este intercambio (como el pulgar y la varilla, etc.) tienen varias propiedades, algunas de las cuales afectan la velocidad de cambio, incluso en el primer uso de la fuerza. Cuando las propiedades convergen en el tiempo, no hay demora en cómo se alteran las propiedades en el momento siguiente. La fuerza se expresa, y tiene fuerza, tan rápido como el tiempo mismo. Hay una interacción perfecta cuando las propiedades se afectan entre sí.

Por ejemplo, puedo estar afeitándome la cabeza y en un momento tengo un cabello y en otro momento no tengo ese cabello. Las propiedades se comprometen y se convierten en diferentes propiedades. ¿Puede algo ir más rápido que la luz? Todo va tan rápido como el tiempo.

¿Es esto correcto? No lo sé. Pero si es así, ¿cuándo puede encontrar un momento dado, un instante (o instanciación), y dónde encontramos franjas de tiempo (en un período de tiempo prolongado)? Tal vez sea como el cálculo: cómo el tiempo puede subdividirse infinitamente en teoría.

EDITAR: Olvidé agregar que mi opinión es que la información no viaja ni toma tiempo en absoluto, es decir, no afecta a una propiedad en otra momento por momento. Sin embargo, es una pregunta interesante de cómo se producen exactamente los efectos de las causas. ¿Podrían algunos efectos tomar tiempo, un cambio latente para alcanzar un momento futuro en el tiempo?

El otro extremo de la barra no se empuja de inmediato. Los objetos no son 100% rígidos. La onda de compresión que viaja a través de la barra viajará a la velocidad del sonido del material de la barra. Por ejemplo, si la varilla estaba hecha de aluminio, en el más rápido, la onda de compresión tardaría unas 13 horas en llegar al extremo de la varilla.

Suponiendo que el extremo posterior de la barra es la línea de inicio, el extremo delantero de la barra habría engañado exactamente 1 barra al comienzo.

• La parte trasera no excedió la velocidad de la luz, pero obtuvo una mirada interesante en la parte delantera de la barra.
• Considerando las reglas para violar la medición de la varilla / velocidad de la luz, la infracción requiere una penalización de 1 varilla.
• Podemos concluir desde la parte posterior del modelo de la ‘línea de inicio’ de la barra, la parte posterior de la Barra recorrió exactamente la velocidad de la luz, o 1 Barra + 0, o 1 Barra.
• El frente de la barra recorrió la velocidad de la luz (menos) la penalización de 1 barra, o – 1 barra.
• La varilla se redefine físicamente por A + B desde el empuje, o
• 1 barra – 1 barra = 1 punto.

Podemos concluir que empujando a Rods la velocidad de la luz con éxito hace un punto.

Para materiales normales, la velocidad a la que se pueden empujar depende de la velocidad del sonido en ese medio.

Incluso si tuviera una varilla infinitamente rígida (por ejemplo, hecha de materia estelar de neutrones), la repulsión entre partículas se basa en la fuerza eléctrica o fuerte.

Cuando una partícula atrae o repele a otra, implica el intercambio de “partículas virtuales” como portadores de fuerza, que a su vez viajan a la velocidad de la luz.

Por lo tanto, bajo ninguna circunstancia concebible puede superar el límite de velocidad de la información de la luz.

El otro extremo de la barra se mueve de inmediato? ¿Estás seguro? ¿Cuál es su margen de error? Debido a que muchos físicos muy inteligentes han determinado que si empujas un objeto, el empuje no viaja instantáneamente. Viaja a la velocidad del sonido a través de ese material. Si no está de acuerdo, necesitará datos muy buenos.