Dado que la velocidad máxima es la velocidad de la luz, ¿existe un límite superior para el número de rotaciones por segundo de un objeto?

Sí, y es más lento de lo que piensas.

Ignorando todos los demás factores, no debería poder girar algo lo suficientemente rápido como para que sus puntos más externos (medidos desde el centro de rotación) se muevan a la velocidad de la luz.

Pero prácticamente, te encontrarás con barreras mucho antes de que todo gire tan rápido.

Para empezar, las fuerzas no se transmiten instantáneamente a través de un material, a menos que el material sea perfectamente rígido, lo que no es material real. Suponga que tiene una barra de un segundo luz de largo (299,792,458 metros de largo). Suponga que la barra está anclada en su punto medio y está a punto de empujar uno de sus extremos. Puede esperar que toda la barra comience a girar al mismo tiempo, pero ese no sería el caso. De hecho, su empuje deformaría la barra, y la deformidad viajaría a través del resto de la barra a la velocidad del sonido en ese material. Por lo general, la velocidad del sonido en un material es mucho, mucho más lenta que la velocidad de la luz, por lo que tomaría muchos segundos para que el extremo opuesto de la barra comience a moverse … suponiendo que parte de la barra no se corte en el camino …

… que probablemente lo hará.

Del mismo modo que ningún material es perfectamente rígido, tampoco es infinitamente fuerte. Si empuja la barra lo suficientemente rápido, aplicará más fuerza de la que la barra puede disipar al deformarse, y el final de la barra se romperá inmediatamente. Y si decide acelerar la barra lentamente , para evitar cortar uno de los extremos con su fuerza bruta, los extremos de la barra eventualmente se romperán en pedazos por la increíble fuerza centrípeta necesaria para mantenerlos en movimiento en un camino circular en tal Una alta velocidad.

Entonces, sí, existen límites prácticos para la rapidez con la que puede hacer que un objeto gire. No puedo decir exactamente cuál es la velocidad máxima de rotación, porque depende del tipo de material que esté utilizando, así como de la forma y el tamaño del objeto giratorio. Pero puedo decirte esto: ningún material es tan fuerte que pueda girar a la velocidad de la luz o más allá. La física simplemente no permitirá que suceda.

Bueno, hay límites prácticos, pero el límite teórico solo llega cuando la velocidad lineal de los bordes exteriores del objeto se aproxima a la velocidad de la luz.

La rotación en sí misma no está limitada.

Bueno, solo las partículas sin masa en reposo pueden alcanzar la velocidad de la luz, por lo que ya limita la rotación de cualquier objeto a esa velocidad.

Incluso si algunos objetos pudieran alcanzar la velocidad de la luz, se romperían antes de rotar a la velocidad de la luz.

Hasta donde yo sé, cualquier objeto conocido, la fuerza centrífuga aparente superaría cualquier fuerza centrípeta causando que se desgarre después de alcanzar ciertas velocidades. La velocidad dependerá de qué es el objeto y cómo se mantiene unido.

Sí, la rotación de una estrella de neutrones u otro objeto similar no puede ser tan rápida que la velocidad en el ecuador de ese objeto exceda la velocidad de la luz. La circunferencia del objeto multiplicada por sus rotaciones por segundo le dará una velocidad lineal que no puede exceder las 186,000 millas por segundo.

Hasta ahora, las estrellas de neutrones giratorias más rápidas encontradas tienen una velocidad ecuatorial de aproximadamente el 25% de la velocidad de la luz.

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