[추리] (과학)310,000,000m 길이의 막대기 사고실험

[Shamisen]

만약 아무 것도 없는 우주공간(항성이나 기타 물질의 중력을 받지 않는 알짜힘 0상태)

에 310,000,000m 의 막대기가 있다고 가정합니다.

이 막대기에

옆면을 밀었을때!!

이 막대기는 움직일수 있을까요?

갑자기 생각난 것입니다.

만약에 일반 막대기 처럼 그냥 옆으로밀린다면 

막대기 옆면에서 힘을 작용하야 310,000,000m나 떨어저 있는 반대쪽 옆면도 같이 움직일 것이라고 생각했습니다.

그러면 에너지 전달 속도가 299,792,458m/s를 뛰어 넘게 되는데?

라는 의문을 가져서 올려봅니다.

여러분의 생각은 어떻습니까?

[루리웹-1324106328]

제출자에게 질문이요.
미는힘은 고정되어있는상태에서 미는건가요??

[Shamisen]

막대기는 그냥 우주공간에 아무힘도 받지 않고 떠있는 상태입니다.

[aksiz]

뭐 힘만 충분하다면 움직입니다. 다만 그 과정에서 막대기가 찌그러진다거나 하겠지요. (농담이 아니라, 힘이 전달되기까지 걸리는 시간 때문에 막대기가 순간적으로 짧아짐)

[aksiz]

막대의 옆면을 민다는게
힘 -> -----
이런 식으로 막대를 민다는 의미 맞죠?

[aksiz]

다시 설명하자면 힘 -> A ----- B
라는 식이면 A 가 B 보다 먼저 움직인다고 보면 됩니다. (고로 막대가 짧아짐) 그리고 그 힘이 빛의 속도로 전달이 되면서 전달이 완료되면 다시 원래 길이로 돌아오고요.

[aksiz]

생각해 보니 미는 힘이 빛의 속도로 전달이 될 필요는 없겠네요.
하여튼 힘이 막대를 통과하고, 그 힘이 막대를 통과하는 속도는 빛의 속도보다 느릴테니, 에너지 전달 속도가 빛의 속도를 넘는 일은 없습니다.

[사골국물]

에너지 전달속도란 개념이 이상합니다.
그냥 막대란 하나의 계에 힘을 줬으므로 계 전체가 움직이는건 당연합니다

[김성노]

딱딱한 막대기 끝을 움직이면 즉시 반대쪽도 움직이죠.
그래서 엄청 긴 막대를 움직이면 반대쪽이 즉시 움직이게 되므로 정보 전달 속도가 광속을 넘는게 아니냐? 이런 내용이죠?

맞다면, 우선 그 막대기가 얼마나 딱딱한가를 생각해봐야 돼요.
지까짓게 아무리 딱딱하다고 해도 원자가 모인거고 실제 원자 내부는 텅텅 비어있죠.

그래서 한쪽을 밀면 내부 공간이 찌그러지면서 옆의 원자를 밀어내게 되고 옆에 원자는 또 다음 원자를 미는겁니다.
그래서 막대 전체가 움직이는거죠.
우리가 쓰는 막대는 광속에 비하면 워낙 짧으니 그 효과가 안 느껴지는 것 뿐이고 충분히 길다면 전달속도를 느낄 수 있을 만큼 커지겠죠.
물론 그 전달 속도는 광속보다 살짝 느립니다.
전기도 비슷한데 거의 광속이지만, 광속보단 느리거든요.

만약, 블랙홀처럼 무한의 밀도를 가진 물질로 막대를 만든다면 혹 가능할지도 모르겠네요.
문제는 그런 막대를 만들면 자기 중력을 못 이기고 수축해버리겠지만...

[루리웹-14646456]

지구와 같이 복합 중력이 가해지지않는 계는 그냥 움직입니다. 변형도 뭣도 없는

[루리웹-615073580]

충분한 힘을 가하면 막대기는 움직입니다.
다만 반대쪽 끝이 동시에 움직이지는 않습니다.
막대가 너무 길어서 휘청휘청 하겠죠.

[쩡한맛]

이거 저도 궁금해 하던거라 꾀 정확한 답을 알고 있는데,

글이 올라온지도 오래됐고 김성노님이 거의 정답을 써 놓으셨지만..

결론부터 말씀드리면, 긴 막대기를 만들어서 한쪽을 미는순간 반대쪽이 밀리지 않습니다.

일상 생활에서도 우리가 막대기를 찌를때, 찌르는 순간만큼은 극히 미세한 시간동안 막대기의 길이가 줄어듦니다.

미시적으로보면, 원자가 다음원자를밀고 그 다음원자가 다음원자를 밀어야 하는데, 그 때에 전달속도가 광속보다 느리기 때문이지요.

따라서 막대기를 구성하는 원자가 얼마나 조밀하게 되어있느냐에 따라 전달속도는 달라지겠지만, 반대쪽 막대기는 광속보다 느린 시간이

지난후에 밀리게 됩니다.

먼 우주에서 310,000,000m 짜리 막대기를 보게되면, 내가 막대기를 밀고나서 반대쪽 막대기가 밀리기 까지 막대기의 전체길이가 줄어드는것을 확인 할 수 있을겁니다.

가상적으로는 반대쪽이 바로 밀리는 막대기를 상상해볼수는 있는데,

원자들 사이간 거리가 '0'인 강체(剛體)로 만들어진 막대기라면 한쪽을 미는순간 반대쪽이 밀리게됩니다.

허나 이러한 강체는 이상적인 물질일 뿐이고,

실제로는 기다란 막대기든 짦은 막대기는 반대쪽이 밀리는 속도는 광속보다 느리므로,

막대기를 이용한 빛보다 빠른 전달은 불가능하다는 결론이 나오지요.