¿Es la velocidad de la luz el límite superior de velocidad del movimiento de rotación al igual que el límite superior de velocidad del movimiento lineal?

Si.

Localmente, el movimiento nunca puede exceder la velocidad de la luz. Entonces, si tiene un cuerpo que gira muy, muy rápido, como una estrella de neutrones, entonces hay un límite absoluto para la velocidad de rotación [matemáticas] \ Omega [/ matemáticas], y eso es [matemáticas] v = r \ , \ Omega <c [/ math], para todos los puntos dentro del cuerpo, r es la distancia desde el eje de rotación.

Eso es, por supuesto, descuidar sutilezas como el punto de que un cuerpo giratorio verdaderamente rígido no es realmente posible en una relatividad especial.

Como Tim Hofstetter sugirió, prácticamente hablando, los límites realistas, incluso para un objeto como una estrella de neutrones, serán mucho menores.

El llamado púlsar de medio milisegundo habría tenido que estar girando a casi la mitad de la velocidad de la luz en su superficie si el radio de la estrella de neutrones fuera del orden de 20 km.

Era extremadamente difícil imaginar una ecuación de estado que le hubiera permitido evitar que se rompiera en pedazos a una velocidad de rotación tan grande, y resultó que la observación era realmente espuria, debido a una cámara de televisión defectuosa en el observatorio .

Los púlsares más rápidos tienen frecuencias del orden de 1,5 milisegundos. Entonces, algo así como 1/10 c probablemente sea el límite superior de la velocidad debido a la rotación en la superficie de una estrella de neutrones. No conocemos el radio con precisión: hasta ahora no hay una medición directa.

Las velocidades de rotación que se aproximan a la velocidad de la luz son probablemente posibles en flujos relativistas de gas que cae alrededor de los agujeros negros, pero probablemente en ningún otro lugar.

En un objeto giratorio, cada una de sus partículas constituyentes se mueve en un círculo. Moverse en un círculo es como moverse en línea recta, pero con la dirección en constante cambio: en cada momento la partícula se mueve en una dirección particular a una velocidad particular. Esa velocidad debe ser menor que la velocidad de la luz.

Diferentes partículas en un objeto giratorio se moverán a diferentes velocidades (y en diferentes direcciones). Con un objeto sólido, la velocidad de una partícula está determinada por qué tan lejos del eje de rotación está: cuanto más lejos, más grande es el círculo en el que se mueve, más rápido debe ir (ya que debe completar el círculo en la misma cantidad de tiempo que cualquier otra partícula, o el objeto no sería sólido).

Por lo tanto, la velocidad de la luz limita la velocidad de rotación de un objeto sólido. Debe rotar a una velocidad más lenta que la velocidad que hace que sus partículas más rápidas se muevan a la velocidad de la luz. Si intentara rotar un objeto más rápido que eso, o bien no se aceleraría tanto como quisiera o dejaría de ser sólido (y las capas externas se desprenderían).

Para la Tierra, lo más rápido que podría girar es una vez cada 0,13 segundos (aunque en realidad se rompería mucho antes: la fuerza centrífuga equivaldría a la fuerza gravitacional en aproximadamente una rotación cada 1,4 horas, momento en el que las cosas comenzarían a volar al espacio – eso no tiene nada que ver con la relatividad, sin embargo).

No puede ser directamente, porque c tiene unidades de metros por segundo o similares, mientras que la velocidad angular tiene unidades de radianes por segundo o similares, por lo que es un galimatías compararlos. Para obtener un número de velocidad de una velocidad angular, debe multiplicar por un radio, de modo que obtenga la conclusión ligeramente decepcionante de que cualquier límite en el movimiento de rotación proviene del límite lineal habitual aplicado a la periferia del objeto.

El movimiento rotacional de un cuerpo puede considerarse como una carga de partículas que se mueven en una trayectoria curva. Según la Relatividad Especial, ninguna de estas partículas puede acelerarse a la velocidad de la luz. Como ya han dicho otros, eso puede tener consecuencias para el cuerpo en general.

Instantáneamente, todas las velocidades están en línea recta. Entonces, en cualquier instante, las velocidades lineales de todos los puntos en un objeto giratorio están limitadas por la velocidad de la luz.

El movimiento absoluto de cualquier objeto 3D es con respecto al medio circundante, independientemente de si está en dirección lineal o curva. Por lo tanto, el límite de velocidad superior es aplicable en ambos casos.

Dudo seriamente que cualquier objeto en órbita, en cualquier escala, pueda alcanzar la velocidad de la luz; a esa velocidad la fuerza centrífuga sería inimaginable y, a todos los efectos prácticos, incalculable, seguramente superando cualquier fuerza centrípeta.

Cualquier moción.

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