Filozofický problém - rychlejší než světlo?

Dneska se ke mně přitočil jeden spolužák a rozebíral zajímavý fyzikální (nebo filozofický, záleží na úhlu pohledu) problém.

Představte si lano. Řekněme, že je úplně napnuté (tudíž jej nelze víc natahovat), má zanedbatelnou hmotnost (čili pro naše účely nulovou) a má délku jeden světelný rok. Na materiálu nezáleží, ohýbat by mělo jít libovolně.

Nyní obtočím lano kolem nějakého válce s obvodem světelný rok + metr. Jak vidno, mezi konci napnutého lana bude metrová mezera. A já chci ty konce svázat dohromady (ale lano musí být pořád napnuté kolem válce).

Možná vám to přijde jako blbost, ale mohu tvrdit dvě věci, obě proti selskému rozumu:

a) mohu vzít jeden konec a klidně jej přivázat k druhému... potrvá rok, než si provaz všechno uvědomí (přenášení informací o tom, že provazem hýbu) a přetrhne se, případně se ten provaz začne otáčet (což by byl zajímavý jev)

b) nebo vezmu jeden konec a ve snaze přiblížit jej k druhému se bohužel ten druhý bude držet ve stejné vzdálenosti od prvního. to ale předpokládá, že signály od prvního konce k druhému se mezi jednotlivými částicemi lana budou přenášet nekonečně velkou rychlostí (čili rychleji než světlo), aby se to projevilo okamžitě.

Pokud si to nedokážete představit, nabízím zjednodušení:
Připevněte lano pevně na jednom konci a za druhý tahejte. Posune se váš konec, nebo zůstane na místě? Projeví se něco po roce (po dvou letech)? Šlo by toho využít pro dočasné zavěšení velice těžkých předmětů?

Babo raď ;)

No, predne si to odporuje uz od zacatku. Mas-li dano, ze lano jiz NELZE napnout vice (jelikoz uz je naple), tak jakakoliv snaha roztahnout jej vic selze.

Sojkovec: problém je spíš v délce toho lana. Newton tvrdí, že příčina a následek jsou ve stejném okamžiku (já zatáhnu, provaz se posune). Einstein tvrdí, že mezi příčinou a následkem musí uběhnout doba potřebná k přenosu informace o události. A přenos nemůže být rychlejší než světlo (což bylo mnohokrát dokázáno - Einsteinovy teorie přece nelžou).

Představ si tedy, že zatáhneš za první konec. Teď musí uběhnout rok, než se i druhý konec dozví, že jsi zatáhl za první konec - do té doby neměl důvod se hnout (aby provaz udržel při délce jednoho světelného roku). A potom tedy, během toho roku jsi mohl úplně klidně oba konce svázat a klidně udělat i mašličku.

Pokud mas lano napnute UPLNE, tedy staci, aby se jedna castce jeste vice vychylila a hned tady dojde k pretrzeni lana, a to vlastne v miste, kde ho chytnu a zatahnu. Informace se na druhy konec vubec nedostane.

S tim napnutim to vidim tak. Jestli to lano je opravdu napnute, tak pri dalsim napnuti fakt praskne. A to nekde blizko a nebude to trvat rok...

No jo, ale já můžu mít napnuté lano a mohu za něj zatáhnout a prasknout nemusí... třeba se jenom pohne ;) Ale bude mu to trvat rok, než dojde signál na konec, aby zjistil, že se pohnout může... Jenže mezitím můžu v pohodě udělat provazový hlavolam zvaný Gordický uzel.

lano se posune ihned. divný, že ? Ale mělo by to tak být nehledě na to, jestli je světelný rok dlouhý nebo ne. Lidi se pletou. Nevylučuju, že tvrdím blbst..

Podle mě s tím lanem vůbec nebude možné pohnout. Protože je naúnuté maximálně, tak kdybys chtěl zatáhnout za jeden konec, posunula by se první vrstva atomů jenom co by to dovolilo. A pak by se posunula další vrstva atumů, a tak dále (předpokládám že přeci jen rezerva tam je...). Než by se ta "vlna" dostala na konec, uplynul by rok. A to bys to poposunul jen o prachmizernej kousek.
No a kdybys to chtěl naráz posunout víc, posunoval bys neuvěřitelně těžkej provaz, kde bys naráz táhl za vechny atomy. A takovou sílu nevyvineš. Takže by si s lanem ani nehnul...

A nebo bys zatáhl, uvázal uzel, za rok by došlo k naboření časoprostoru a zániku vesmíru, tak by sis to nemohl ověřit...

Majkls: Ano, to tvrdí Newton. Podle Einsteina ale musí mezi příčinou a následkem uběhnout doba na předání informace o události, a jelikož není nic rychlejšího než světlo (pouze předpoklad), tak informace se předává rychlostí světla. Pak tedy délka lana na jeho posunutí vliv má, protože se druhý konec posune až za rok. Ale mezitím jej můžu zavázat, čímž celou problémovou situaci zkomplikuju.

Představ si lano jako tichou poštu:

A -> B: posuň se
B -> C: posuň se
C -> D: posuň se
D -> E: posuň se
E -> ... Z: posuň se

Podle Newtona probíhá tato komunikace okamžitě, Einstein však potřebuje informaci nějak předávat, a nejrychleji to jde jedině rychlostí světla, nikoliv okamžitě. Máš to podobný jako kdybys najednou zničehonic nechal zmizet Slunce - kdy se to projeví na našem obíhání kolem něj?

Aha takto! Jako ze ty mu nebudes branit aby se posunulo. To je dobry. Tak to asi pujde fakt udelat maslicka nebo to uhne? Pokud bude mit nulovou hmotnost, tak ti nejspis uhne ten druhy konec. Pokud bude hmotnost jenom zanedbatelna, tak asi budes moci udelat maslicku. Jen me ted napada jak se bude chovat to "natahovani". Kdyz za to zatahnes, a nejde to lano vic natahnout, tak mam takovy pocit, ze budes muset pockat rok, nez se ti ozve odezva, protoze, to nejde natahnout, tak se musi energie rozsirit az na druhy konec a pak teprve se ti to povede popotanout. Takze jak tak na to koukam, tak maslicka nebude.
Je na tom neco blbe?

funous: Přečti si lépe zadání. Ano, já tomu spolužákovi taky tvrdil něco o hmotnosti, ale toto je teoretický myšlenkový experiment - lano je minimálně hmotné, pokud možno zanedbatelně. Pak tedy mám sílu jej odtáhnout klidně i o sto metrů. Prostě, vše je ideální - lano má třeba jenom 10 g, válec má hodně malou hmotnost potřebnou pouze k udržení lana po svém obvodě, lano je natažené (což znamená, že světelný rok je jeho maximální délka... ono vlastně smyslem téhle definice je provaz o konstantní délce, ale pochybuju, že by jej někdo chtěl smršťovat)...

co se týče zániku vesmíru a vůbec, Microsoft určitě do té doby vydá příslušný patch.

Tohle mi příliš zavání fyzikou a s tou se moc rádi nemáme, ale souhlasil bych se Sojkovcem a MzM.

Možná, co se týče toho, že konec lana si uvědomí až za rok, že za jeho přední konec někdo zatáh. Třeba bys čekal rok na odezvu a po roce by lano prasklo, hm? ;)

Marek z Markova: v podstatě je tvoje úvaha perfektní - musel bych rok čekat. Což znamená, že by se lano bránilo (jakoby třením) proti posunu svého prvního konce, dokud by si neověřilo, že se opravdu může hnout. Potom zde ale nastává jiný logický problém. Představ si tentokrát lano připevněné na jednom konci na pevný bod, na druhý něco zavěsíš, třeba dvě tři sluníčka (nebo jakákoliv jiná nesmírně těžká zátěž). Z toho, co ty říkáš, mohu tvrdit, že na ten rok tam ty sluníčka můžu mít pověšený a vůbec se mi provaz nepřetrhne (a sluníčka nespadnou)... pak bych tedy měl cosi, co by mi umožnilo držet libovolnou zátěž... s jediným rizikem, že spadne provaz, ale ten se během roku může narovnat zpátky (a sluníčka mohu přesunout na jiný provaz). Líbilo by se ti takové perpetuum (teda pokud je to perpetuum, já bych řek, že bych musel na udržení sluníček vydávat nějakou sílu, nebýt toho dlouhého provazu)?

Čistě technicky, pakliže to nemůže mít hmotnost (lépeřečeno mít zanedbatelnou), a být pevné, musel by to být paprsek. A na paprsku uzel neuvážeš, imho...

funous: Paprsek se pořád hýbe... kdežto provaz je statický (a hýbeš jím jenom ty). Zanedbatelná hmotnost a pevnost závisí na materiálu, určitě by nějaké uhlíkové mikroskopické vlákno vyhovovalo. A pokud ne na vzdálenost jednoho světelného roku, tak určitě na vzdálenost tří světelných minut, což by bylo možná pro opakovaný experiment lepší (nechtělo by se mi rok čekat :D). Je to prostě o materiálu a pořád ještě nejsme ve výzkumu nových materiálů na hranici pevnosti a hmotnosti. Pakliže je to gedanken experiment, pak nemá smysl o nějakém materiálu hovořit.

<HTML>Tohle cele je stejne jako filozofie sice zajimve,ale kravina...
Filozofie je premysleni o tom, o cem vim pramalo nebo uplny kulovy.
Takze kdyz nevime jestli se lano pretrhnout muze, nebo nemuze nemuzeme to vyresit...
- pokud se pretrnout nemuze posuneme ho za svetelny rok (o neco, o kolik nevim), ale neuvazeme ho pokud je maximalne napnute
- pokud se pretrhnout muze pretrhneme ho hned jak prekrocime jeho maximalni propnuti a cely zbytek lana to pochopi za dost dlouhou dobu a mozna se i smrsti</HTML>

Nípal: Pak tedy nemůžeš lanem pohnout, nbez toho aby si ho přetrhl. Kdybys ho chtěl posunout, a mělo by mít prodlevu (3 minuty), tak se někde musí natáhnout. A to nejde :) Takže bys ho přetrh třeba ve vzdálenosti 0,0001 světelné milisekundy (ehm, kolik je to v metrech?). A kdyby se neměl přetrhnout, kde je ta část která se natahuje? Natáhnout se nemůže...

"tak určitě na vzdálenost tří světelných minut"

Dyt by stacilo par svetelnych sekund (a i to je pekna streka)

ale ten provaz by se imho pretrhl, protoze

A -> B: posuň se
A už dál neřeší, co bude dělat B a klíďo píďo se od něj odtrhne

Nipal: o pevnosti se, pokud vim, nemluvilo. Takze pochopitelne musim tahat takovou silou, aby se nepretrhlo. Takze slunicka neveset.

Skoda, ze se naslo relativne logicky objasneni pro tak krasnou fantasmagorii ;)

mno, celej tenhle problem nema reseni

1) to jestli se budeme ridit teorii podle newtona nebo einsteina nema na vysledek vliv (respektive minimalni)
2) bez ohledu na hmotnost lana, pokud lano bude mit dostatecnou pevnost (aby se nepretrhlo) tak pri pouziti maly sily lanem nehnes, aby se lanem pohnulo musis pouzit silu odpovidajici celkovej hmotnosti lana (a to pri jeho delce je fakt hodne).
3) pokud by jsme se ridili einsteinem, tak na to aby informace o tom, ze se lano hejbe byla rychlejsi nez svetlo, musel by si tim lanem pohybovat rychlosti svetla - to bych docela chtel videt.
4) pokud zustaneme u einsteina (pri skutecnosti ze lano je fakt pevny) tak to
A: B, pohni se,..... by trvalo strasne dlouho. protoze A by cekalo nez se pohne B, to by ale cekalo nez se pohne C,..., to znamena ze na kazdy posunuti lana o atom by se cekalo jeden rok, takze posunuti o metr by trvalo (pocet atomu v jednom metru lana) roku. a to pri posouvani rychlosti svetla. a jeste potrebujes par metru na uvazani toho tvyho uzlu

> Paprsek se pořád hýbe... kdežto provaz je statický

To neni pravda. Kvantova teorie prokazala, ze i hmota ma vlnovy charakter. V podstate by ho mel mit i prostor a cas (casoprostor), akorat ze kv. teorii gravitace (sjednoceni kvantove teorie a OTR, tedy sjednoceni fyziky mikro a makro sveta) jeste nikdo nesplacal :-(

ja mam tiez celkom zaujimavu uvahu, a ked uz je tu tento thread tak to sem dam:

predstavte si 5 polopriepustnych zrkadiel zlozenych do kocky ktorej chyba vrch tak, ze svetlo moze ist len dnu, a nie von. Potom zoberiete sieste polopriepustne zrkadlo a polozite ho na vrch. V tom momente by sa to stalo neviditelne, pretoze by to pohltilo vsetko svetlo a to by sa nedostalo von. Vznikla by tak v podstate cierna diera. Ak mate doma niekto polopriepustne zrkadla tak to skuste.

Toto by sa dalo pouzit aj ako Flashbang. Najprv to nechate na svetle, nech sa to "nabije" a potom hodite. Svetlo unikne a bude to mat oslepujuci efekt.

lacop: na tomhle principu fungují lasery. Problémem polopropustných zrcadel je to, že jsou polopropustné... prostě když je toho světla už nějak moc, tak jej pustí, ať už chceš, nebo nechceš.

K ostatním: co člověk, to názor. Nejvíce zmatený mi ale připadá cb, mohl by mi svoje vývody vysvětlit?

Sojkovec: aspoň nějaký vnímavý člověk. Ale stejně se mi to zdá, že zrovna tohle nemá na řešení celého problému vliv.

Marek z Markova: v jednu chvíli jsi tvrdil, že provaz se přetrhne až po roce, proč bych si tedy na něj nemohl během roku věšet sluníčka?