Про длинные трубы

[j-sheridan.livejournal.com]

Допустим у нас есть например стальная труба (или пруток, без разницы) длинной, допустим, 10 световых минут. Материал - очень прочный и не подвергающийся деформациям.
Располагаем трубу в космосе. Размещаем с одной стороны наблюдателя, с другой - толкающий трубу механизм. Механизм трубу толкает, время - 0.
Когда наблюдатель увидит перемещение трубы? Во время 0 или 0+10 минут?

зы. Смысл вопроса - превысит ли подобное "распространение информации" скорость света?

В итоге:
1. Так как речь о релятивистских эффектах, то "не подвергающийся деформациям" в данном случае неприменимо, ибо в таком случае разговор автоматически превращается в тыкву, ибо про другую физику.
2. Скорость света при подобном распространении информации превышена не будет. Все дело в том, что речь идет о упругой деформации, которая по сути о распространении звука в среде. В реальных, доступных сейчас материалах, скорость деформации будет на порядки ниже скорости света. Следовательно если мы даже возьмем алмазный прут длиной в 10 световых минут, то толкнув его в один конец перемещение второго конца в идеальном случае мы увидим этак через 6 дней
3. Теоретический предел твердости вещества: это такое вещество, скорость упругой деформации которого равна скорости света.

Comments

[chlorian.livejournal.com]

Если труба состоит из атомов и молекул, то связь между ними - электромагнитной природы. А возмущения в электромагнитных полях распространяются с предельной скоростью c.

Если же труба сделана из чего-то волшебного, то и результаты будут волшебными.

[sanitareugen.livejournal.com]

Считая скорость звука в металле 1500 м/с, получим, что оконечная часть трубы получит перемещение через 200 000 минут, или приблизительно 139 суток.

[mooseyaka.livejournal.com]

правильный контр вопрос будет - как далеко наблюдатель находится от противоположнного конца трубки\стержня?

Если наблюдатель просто находится на противоположном конце, при прочих условиях - время 0.

[j-sheridan.livejournal.com]

Не звук, перемещение трубы. Скажем, на 1м

[alex-brab.livejournal.com]

непонятно при чем тут звук. он увидит, а не услышит перемещение

[sanitareugen.livejournal.com]

Ещё раз. Упругая деформация распространяется со скоростью звука (собственно, звук и есть распространение деформации). А переместить что-либо не деформируя - невозможно.

[j-sheridan.livejournal.com]

Ок, высокоуглеродистая сталь. Или например вообще алмаз.

[sanitareugen.livejournal.com]

Потому, что скорость звука это скорость распространения энергии в металле.

[dna2.livejournal.com]

В материале, не подверженном деформациям, звук не распространяется :)

[dagdbog.livejournal.com]

Почувствует - сразу

[crackjack00.livejournal.com]

Точно не раньше чем через 10 минут, скорее всего много позже.

[j-sheridan.livejournal.com]

Допустим, это не стальная труба, а алмазный прут. Тоже с деформациями?

[dna2.livejournal.com]

Разумеется.

[sanitareugen.livejournal.com]

Да. В силу того, что такого материала не существует или, по крайней мере, он не имеет атомную природу. Впрочем, в нейтронном веществе звук тоже распространяется.

[j-sheridan.livejournal.com]

то есть c тут вообще не при чем?

[dna2.livejournal.com]

У автора в вопросе сталь особая, недеформирующаяся. Поскольку такая сталь несовместима с СТО (на что автор вопроса, как мне кажется, и намекает), можно сделать вывод, что дело происходит в очень альтернативной вселенной. Поскольку физические законы той вселенной никто из присутствующих, полагаю, не исследовал и даже не изучал, ответить на вопрос однозначно не представляется возможным.

[heleknar.livejournal.com]

"с" это если какой-нибудь магический недеформирующийся материал

[magryba.livejournal.com]

Это если труба волшебная

[sanitareugen.livejournal.com]

Скорость звука в алмазе зависит от направления по отношению к оси кристалла и меняется от 12 до 18 км/с. То есть перемещение конца стержня наступит в срок 6-8 дней от момента толчка другого конца.

[j-sheridan.livejournal.com]

> несовместима с СТО
Можно немножко подробнее? То что такого быть не может - понятно. Любой материал деформируется, но почему оно несовместимо со СТО?

[dna2.livejournal.com]

Потому что из СТО следует, что скорость распространения информации ограничена скоростью света. А звук в недеформирующемся материале имеет бесконечно большую скорость и передаётся мгновенно на любые расстояния.

Вы же буквально про это и спросили, нет?

[chlorian.livejournal.com]

Перемещения алмазной трубы такого размера наблюдатель с того конца будет ждать 9 944 444 секунды или 115 суток. Такой же трубы, но из углеродистой стали - чуть меньше земного года. Нержавейки - как раз год.

[sanitareugen.livejournal.com]

Так и с классической механикой не очень-то. Если масса распределена, и взаимодействуют близко расположенные атомы, то при перемещении энергии толчка от одного конца к другому развивается бесконечная мощность.
Если считать, что взаимодействие сколь угодно отдалённых тел мгновенно - то этого, разумеется, не требуется, но стержень в этом случае нужен менее, чем топор в солдатском супе.

[http://users.livejournal.com/_bigbrother_/]

Материал - очень прочный и не подвергающийся деформациям.

Всё. Такого в нашем мире уже нет. Какой есть - Вам уже рассказали: упругая деформация распространяется со скоростью ЗВУКА в материале, а эта скорость меньше на 5 порядков, чем скорость света.

Это, кстати, вообще очень частая ошибка - рассматривая релятивистские эффекты, оперировать концепцией "абсолютно твёрдого тела". С точки зрения теории относительности, твёрдых тел нет. Есть атомные сгустки разной концентрации - на релятивистской скорости почти не связанные друг с другом. Если, например, мы разогнали алмазный стержень до 0,99c, а затем остановили об стенку - "хвост" его почувствует это совсем не сразу. Точнее - вообще не успеет почувствовать, раньше впилится в голову или ту же стенку :).

Знаете, при роторном бурении скважин трубы бурильной колонны закручиваются винтом. На 3 километрах - успевают закрутиться оборота на 2. Именно потому, что когда верх колонны уже крутится, низ её об этом ещё не знает :).

[http://users.livejournal.com/_bigbrother_/]

Наличие недеформируемой стали означает возможность мгновенного взаимодействия.

Так что вопрос только в том, какая там скорость света :). Может, она конечная. Может, даже маленькая :).

А вдруг свет там прилетает раньше, чем был испущен? :)