一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

比如一個三十公里直徑的輪,加速到3000轉,它的速度能達到光速嗎?

一個足夠大的輪子,以足夠的轉速,邊緣是否能達到光速?其實這就是超光速實驗另一個版本,似乎聽起來有那麼一種超光速的意思,下面簡單討論下這想法能實現不?

一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

一、足夠大的輪子是多大?足夠快的轉速是多快?

三十千米,每秒三千轉,聽上去好像不難實現哈,那麼來計算下這個邊緣的線速度超過光速了嗎?

v=πdn=π×30×3000=282743。34千米/秒

即:28。27萬千米/秒

看起來這並沒有超過光速,因為光速為:299792。458千米/秒,還差那麼一點,不過只要再加幾轉就可以了嘛!

n=3180。9轉/秒

這個速度下就已經超過光速了,那麼事實能超過光速嗎?

一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

二、阻止物體運動速度超過光速的幾個因素

暫時先不考慮各種機構難度,僅從理論上來做個簡單分析

1、高速轉動的“離心力”會導致結構崩潰

我們能在現實世界中找到的的材料都是原子組成的,中間結合的就是電磁力,當轉速無限加大時首先邊緣處會受到“離心力”的困擾,當“離心力”超過物體結構強度極限時,這個轉盤的結構就會崩潰,從圓盤的分裂的切線方向帶著線速度的動能撞擊一切碰到的物體!當然我們也可以選擇理想的剛體來製造這個圓盤,因為從理論上來看,剛體可以避免這個狀況的發生,但卻會有另一個強大的攔路虎阻礙在我們面前!

一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

2、質增效應會導致結構根本無法在繼續加速

質增效應並不只是停留在公式中而已,在加速器中司空見慣!為什麼我們沒法在現實中簡單的測量出質增效應?只是因為我們的速度實在不足以達到測量裝置的精度,因此質增效應儘管經常聽說,卻難以在生活中體現!

一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

但事實上這個結果在轉速越來越高時候即會逐漸體現出來!特別是在90%光速以後,曲線幾乎直線上升,也就是說到了此時,質增效應將會數倍數十倍甚至數百倍的上升!那麼很明顯當負載成倍上升時它的能量輸入也必須同比增加,否則這個系統僅僅在克服摩擦力等機械損耗做功,只能維持當前速度而不能再增加轉速!質增效應在更接近光速時會無限上升,但我們輸入的能量卻是有限的,因此在這個有限能量與無限質量的較量中,總會維持在一個有限的速度,而這個速度能逼近光速的極限,就取決於我們捨得多少能量,但請不要異想天開的認為就能超過光速,因為這樣的理論都還沒有誕生!

一個足夠大的輪子,足夠高的轉速,其邊緣速度能超過光速嗎?

而事實上整個結構重量、承載機構以及變速與扭矩輸出機構等都是一個不可能完成的任務,但這就像永動機一樣,似乎會考慮各種方式來突破能量守恆定律,不過很明顯這一切歐式徒勞的!

不過如果像《石油咽喉保衛戰》中的中嶽島號,利用大直徑的飛輪蓄能+電磁彈射來發射炮彈或者導彈,這倒確實可以考慮一下,低成本的全球打擊武器,你值得擁有!