Strona głównaPytania → Czy istnieją ciała doskonale sztywne?

Czy istnieją ciała doskonale sztywne?

Pytanie

Pyta Janek

Załóżmy, że mam brata. Wysyłam go o 2 lata świetlne od siebie. W jednym ręku trzyma on niezwykle mocną latarkę, w drugim koniec idealnie sztywnego pręta o długości 2 lat świetlnych. Przy drugim końcu pręta siedzę ja. Ustaliliśmy, że da mi znak, że jest na miejscu i będzie wracał poprzez:
a) pociągnięcie dwa razy za pręt
b) zamruganie dwa razy latarką
Pytania:
1) Czy informacja o tym, że jest na miejscu dotrze do mnie szybciej poprzez odczucie, że dwukrotnie pociągnął za pręt, czy może wcześniej zobaczę dwa mignięcia latarką?
2) Czy w wypadku, gdybym poczuł ruch pręta natychmiast, a światło latarki dotarło do mnie dopiero po dwóch latach, to czy ta pierwsza informacja dotarłaby do mnie z prędkością nadświetlną?

Odpowiedź

Odpowiada Andrzej Okołów

Przy założeniu, że ów pręt, którym posługuje się Pański brat jest rzeczywiście idealnie czy też doskonale sztywny odpowiedź na pytanie 1) brzmi: wcześniej dotrze do Pana informacja za pośrednictwem pręta, a odpowiedź na pytanie 2) jest twierdząca. Ale przenoszenie sygnałów z prędkością nadświetlną jest sprzeczne ze szczególną teorią względności, dlatego też na tej podstawie wykluczamy istnienie ciał doskonale sztywnych. W rzeczywistości pociągnięcie za koniec pręta wywoła impuls, który będzie się przemieszczał wzdłuż pręta z prędkością mniejszą od prędkości światła — prędkość tego impulsu jest prędkością dźwięku w materiale, z którego wykonany jest pręt.