Si un nanotubo de un año luz está lleno de bolas de bucky y aprieto un extremo, ¿qué sucederá?

Answer 1

La información de que Chuck Norris agregó una esfera en un extremo del cilindro viajará por la tubería a la velocidad del sonido en el medio.

Normalmente, la velocidad del sonido viene dada por la raíz cuadrada de la relación del módulo elástico y la densidad: pero convenientemente establece el módulo elástico al infinito y la densidad a cero, con la esperanza de romper las leyes de la física que nos dicen que ninguna información puede viajar a Una velocidad mayor que la velocidad de la luz en el vacío. Digo “normalmente” porque la derivación de esa ley hace suposiciones sobre el equilibrio de fuerzas en el medio. En realidad, las fuerzas elásticas están mediadas por electrones, y la información “este electrón movido” no puede alcanzar el siguiente electrón más rápido que la velocidad de la luz. Entonces, incluso la esfera sin masa infinitamente rígida no puede conducir la información más rápido que la velocidad de la luz.

La física vive otro día.

Answer 2

Si pudieras aplicar suficiente fuerza para mover ese volumen de canicas (¡esa sería una fuerza muy grande!), Entonces la propagación de esa fuerza viajaría a la velocidad del sonido para este medio y, finalmente, uno saldría por el otro extremo de la tubería. .

Tenga en cuenta que no hay materiales perfectamente rígidos. Sí, hipotéticamente puedes imaginar tal cosa, y sí, este material no real transmitiría “instantáneamente” la fuerza al otro extremo de la tubería (suponiendo que la tubería también sea perfectamente rígida).

Pero en el mundo real tenemos que lidiar con propiedades físicas reales. En este caso, la fuerza se transmite mecánicamente a nivel atómico mediante la compresión de las moléculas de la canica, lo que provoca una onda de compresión alimentada por fuerzas electromagnéticas. Por lo tanto, la velocidad de la luz aún impone límites en este proceso y no se obtiene una reacción “instantánea” en el otro extremo.

Answer 3

Estaría presionando mucho durante mucho, mucho, mucho tiempo. Una pipa de canicas de un año luz pesará miles de millones de toneladas solo por las canicas. Como no puede empujar con más fuerza que la fuerza de rotura de una canica, empujará con varios cientos de libras de fuerza, durante varios millones de años, antes de que toda la cadena de canicas se acelere a más de un milímetro por año.

Answer 4

Me llevó mucho tiempo darme cuenta de cuál es el problema con preguntas como la suya. Yo también solía hacer preguntas como esta. Incluso exactamente este. 🙂

Bueno … ¿te das cuenta de que pides objetos idealizados que no existen? NO hay material rígido.

¿Conoces el teorema básico de que cualquier afirmación sobre un elemento de conjunto vacío es verdadera? (Como NO hay elefantes rosados ​​voladores, puedo decir sin cometer un error que los elefantes ping voladores solo comen autos viejos dos veces al día).
Por lo tanto, podemos hacer cualquier declaración de lo que debería suceder en su caso “ideal”. Pero siempre llegaremos a uno de dos pensamientos:
1) o tu material debe ser real. Entonces las bolas no son rígidas ya que la fuerza mecánica necesita ser intermediada por los átomos de las bolas y esta interacción es intermediada por fuerzas electromagnéticas (principalmente), es decir, esta interacción se mueve al máximo a la velocidad de la luz.
2) tus bolas son tan hipotéticas como los elefantes voladores rosados ​​y, por lo tanto, cualquier estado sobre ellas es correcto.

Answer 5

No podrá insertar otro. La fricción combinada de todos esos billones de canicas que se frotan contra las paredes de la tubería resistiría cualquier fuerza que pudieras aplicar.

Answer 6

Suponiendo que el tubo está abierto en el otro extremo, sale una canica a la misma velocidad que empuja el nuevo. No se transmite información de esta manera y, por lo tanto, no viola ninguna restricción de velocidad de la luz.