¿Es posible que la información se transmita más rápido que la luz usando un poste rígido?

La respuesta es no. El poste se doblaría/bambolearía y el efecto en el otro extremo aún se retrasaría.

La razón es que la fuerza que une los átomos del polo, la fuerza electromagnética, debe transmitirse de un extremo del polo al otro. El transmisor de la fuerza EM es la luz y, por lo tanto, la señal no puede viajar más rápido que la velocidad de la luz; en cambio, el poste se doblará, porque el extremo más cercano se habrá movido, y el extremo más alejado aún no habrá recibido información del movimiento.

EDITAR: Una razón más simple.
Para mover todo el polo, necesitas mover cada átomo del polo.
Es posible que desee pensar en los átomos como vecinos de al lado. Si uno de ellos decide mudarse, envía un mensajero a todos sus vecinos más cercanos diciéndoles que se muda. Luego, todos deciden mudarse también, por lo que cada uno envía mensajeros a sus vecinos más cercanos para informarles que se mudarán; y así continúa, hasta que el mensaje de moverse ha llegado hasta el final. Ningún átomo se moverá hasta que haya recibido el mensaje para hacerlo, y el mensaje no viajará más rápido de lo que pueden correr todos los mensajeros; y los mensajeros no pueden correr más rápido que la velocidad de la luz.

/B2S

La información sobre los empujones se recibirá en el otro extremo con la velocidad del sonido en la sustancia del poste. Para cualquier material real es mucho más lento que la velocidad de la luz (para una varilla de acero sería de unos 5000 m/s).

No.

En relatividad, no puede considerar que los objetos extendidos sean infinitamente "rígidos": deben doblarse y estirarse, como lo hacen los objetos reales. Cuando mueves un extremo de la varilla de acero, hace que parte de ella se doble y se estire, lo que ejerce una fuerza en la siguiente sección que hace que se mueva y que hace que una nueva parte se doble y se estire, y así sucesivamente hasta llegar a Alpha Centauri. . Esto se mueve a cierta velocidad que es característica del metal, que es lo suficientemente rápido como para que no nos demos cuenta en la vida cotidiana. Todo lo que la relatividad nos dice es que esa velocidad característica es menor que la velocidad de la luz; resulta que para el metal real es mucho menor que la velocidad de la luz.

La señal se propagará a la velocidad del sonido en el acero. Sé la velocidad del sonido en el aluminio porque mis alumnos la miden en el laboratorio; es de unos 5000 m/s. Esto es muchos órdenes de magnitud menos que la velocidad de la luz.

Aquí hay un sitio interesante sobre esta idea e ideas similares: http://math.ucr.edu/home/baez/physics/Relativity/SpeedOfLight/FTL.html#3

Esencialmente, el problema con esta idea es que no existen cuerpos perfectamente rígidos. A medida que empuja, envía una pequeña onda de compresión a través del material, que viaja a la velocidad del sonido en el material, ya que el sonido es solo un tipo de compresión que se propaga.

Una explicación simple de por qué la velocidad del sonido nunca puede ser más rápida que la velocidad de la luz:

Considere dos átomos$A$y$B$. Dar el núcleo de$A$un ligero empujón. Como sabemos, este impulso se trasladará a$B$, ¿pero por qué? Es debido a su repulsión electrostática. Entonces para$B$incluso para reaccionar, primero necesita al menos un viaje de ondas electromagnéticas / fotones desde$A$a$B$. Por supuesto, esto no puede llegar más rápido que la velocidad de la luz. el núcleo de$A$obviamente, tampoco puede ser más rápido, por lo que incluso con la fuerza bruta no es posible obtener una velocidad sónica$\,>\!c$.

¿Es posible que la información (como 1 y 0) se transmita de alguna manera más rápido que la luz?

No.

Born2Smile dijo lo mismo (que hice +1), pero pensé que valía la pena repetirlo para enfatizar. Sería una violación de la causalidad. Para obtener más detalles sobre por qué esto no está permitido, además de la respuesta de Born2Smile, consulte ¿Cuáles son algunos escenarios en los que la transferencia de información FTL violaría la causalidad? .

La relatividad dice que diferentes marcos de referencia inerciales tendrán diferentes medidas de tiempo, pero la causalidad se respeta en todos los marcos de referencia. Es decir, a algunos observadores les puede parecer que eventos A y B no relacionados suceden simultáneamente, otros pueden ver A antes que B, o B antes que A. Pero si A causa B, todos los observadores verán que A precede a B (aunque diferentes observadores pueden no están de acuerdo en la cantidad de tiempo entre A y B).

Si alguna información viajara más rápido que la velocidad de la luz, habría un marco de referencia inercial desde el cual parecería que la señal llegó a su destino antes de dejar su fuente. Hasta el momento, no hay evidencia de que el universo no sea causal. (Otra razón para dudar mucho de las velocidades de los neutrinos más rápidas que la luz).

Por ejemplo, tome un poste rígido de varias AU de longitud. [...] La persona en el extremo opuesto debe recibir los empujones y tirones instantáneamente ya que ninguna partícula está haciendo el viaje completo.

Como han señalado otras respuestas, no puede tener una rigidez perfecta y la señal se propagaría a la velocidad del sonido en el material.

Si golpea una barra de acero con un pequeño martillo en un extremo, no se mueve instantáneamente en el otro extremo (aunque puede parecer así a simple vista). En cambio, golpear simplemente comprime el material en un lado, y el área comprimida se estira a la velocidad del sonido en el material hasta que el otro extremo se mueve y, finalmente, la varilla vuelve a un estado relajado. En el transcurso de todo esto, la varilla sufre oscilaciones mecánicas y, como resultado, puede producir un sonido audible.

Puede pensar que los materiales "rígidos" tienen resortes muy rígidos entre los átomos. Cuanto más rígido es el material, más rígidos son los resortes. Pero el movimiento aún debe propagarse a través de los resortes a la velocidad del sonido en el material, y siempre por debajo de la velocidad de la luz. La razón por la que siempre debe estar por debajo de la velocidad de la luz es que las fuerzas interatómicas son fuerzas electrostáticas, que en sí mismas no pueden propagarse más rápido que la velocidad de la luz.

¿Qué pasaría si golpearas una barra de acero con tal fuerza que impartirías una velocidad mayor que la velocidad del sonido en el material? La respuesta es que sufriría una deformación plástica. La rigidez se rompe mucho antes que la relatividad.

Cuando dijiste "en realidad" como en "¿Funcionaría esto realmente?" la respuesta es no, ya que la suposición de rigidez del poste en sí es solo una aproximación y cada aproximación falla en algunos límites críticos. Además, el poste de varias AU de largo es otra cosa no real, al menos hasta donde puedo decir. Pero consideremos su pregunta como un juego mental, entonces es una pregunta interesante. Aquí están mis dos centavos:

Empujar y tirar en primer lugar son actos de aplicación de una fuerza, por lo que es más probable que estemos en el campo de Dinámica y no en el campo de Estática. La fuerza neta causará un movimiento que puedes modelar utilizando la física clásica o la relatividad, ambas basadas en experimentos, nunca axiomáticas o completamente racionales. Sin embargo, dependiendo de cómo se considere el polo en el espacio (si hay fricción o no) y en los dos extremos (las reacciones de apoyo) el diagrama libre puede cambiar de tal manera que también tendríamos otras fuerzas en el juego, entonces si el la fuerza de empuje/tracción ejercida es resistida, incluso localmente, entraremos en el patio de la Estática y la Resistencia del material donde podemos hablar de cómo viaja la información dentro del polo, a través de una onda de compresión o rarefacción.

• Si las fuerzas circundantes y las reacciones de apoyo impiden que el poste se mueva, entonces, si las fuerzas aplicadas son de amplitud pequeña, las ondas viajarán a la velocidad del sonido. Si asume artificialmente que el poste es completamente rígido (totalmente incompresible), entonces ya ha asumido que la velocidad de la onda es infinitamente grande, mucho mayor que la velocidad de la luz. Pero como ya le dije, la rigidez de ningún objeto en el mundo real es completa, por lo que no hay necesariamente una velocidad infinita para la onda de información y ninguna violación de la teoría de la relatividad. Como otros han abordado este problema en otras respuestas, la velocidad que tendrá la información a través del poste será menor que la velocidad de la luz, de hecho.

• Sin embargo, ¿qué pasa si el poste se puede mover libremente? Inmediatamente después de ejercer la fuerza, el poste sentirá una resistencia intrínseca que le impide moverse, su propia inercia. La fuerza de inercia (la fuerza de D'Alambert) podría transformar ella misma el movimiento en compresión, de modo que nuevamente tendremos la historia mencionada anteriormente. Tenga en cuenta que un poste tan largo sería mucho más inerte, es decir, incluso si está totalmente libre en el espacio para moverse, aún necesitará una fuerza infinitamente grande mediante la cual el poste puede alcanzar una aceleración finita. Entonces, de nuevo, no es realista, ya que no se puede colocar un poste tan grande en ningún movimiento observable. La única posibilidad es cuando tienes un poste muy largo de densidad infinitesimalmente pequeña, entonces sí, si es LO SUFICIENTEMENTE RÍGIDO, creo que deberías poder romper el récord de velocidad de transporte de información. pero yo no

¿Es posible que la información (como 1 y 0) se transmita más rápido que la luz?

No.
Esta respuesta ya se ha dado. Sin embargo, me gustaría señalar que esto es absolutamente evidente:
no es posible que las señales se transmitan más rápido que cualquier señal que se transmita.

(En el contexto de la cinemática relativista, " luz " significa claramente cualquier señal que haya sido intercambiada entre sistemas constituidos por cargas electromagnéticas (o incluso electrodébiles), como átomos o humanos o cualquier tipo de materia observable que pueda imaginarse en experimentos mentales.)

Sólo sobre esta base se determinan las relaciones geométricas; como (refiriéndose al ejemplo dado en la pregunta) si dos personas están separadas o si se encuentran; o si dos extremos (separados) se movían rígidamente (uno en relación con el otro), o uno detrás del otro.

Concretamente, la falla de su ejemplo es que dos participantes que se comunican instantáneamente se llaman "encuentro" entre sí; su distancia entre sí se evalúa como cero. Y de lo contrario, considerando dos participantes, A y B, que siempre se encuentran separados entre sí y en reposo entre sí, bien pueden encontrar "dos extremos de un poste " tal que A empujando un extremo fue simultáneo con B expulsando el otro . otro extremo (o similarmente tal que B empujando un extremo fue simultáneo con A expulsando el otro extremo); pero solo si esas ocurrencias no son reconocidas/consideradas como intercambios de señales.

No, aunque ninguna partícula haga todo el viaje, el polo tiene propiedades elásticas, es decir, empujas unas moléculas, y esas empujan las siguientes, y así sucesivamente, hasta que la información que viaja con los empujes llega al otro lado. Básicamente estás enviando una onda de densidad a través del polo. Este video de un slinky cayendo en cámara lenta lo muestra.

No, la relatividad especial prohíbe totalmente que la información viaje más rápido que la luz. Suponga que tiene un poste hecho de la sustancia más rígida de la Tierra, el diamante. Si empuja el extremo, simplemente se pandeará bajo la compresión. Las ondas longitudinales en un sólido tienen una velocidad diferente a las ondas transversales. Si tira del extremo, enviará una onda longitudinal a través de él y si gira el extremo, enviará una onda transversal a través de él. Leí que la velocidad del sonido en el diamante es de 12/km por segundo, pero no sé para qué tipo de onda era, pero estoy seguro de que ninguno de ellos viaja cerca de la velocidad de la luz. En realidad, podría haber una sustancia cuyo módulo volumétrico sea mayor que su densidad multiplicada por c^2, por lo que la ecuación de onda predeciría que una onda longitudinal en ella viajará más rápido que la luz, que es de lo que está hecha una estrella de neutrones. La razón por la que me pregunto eso es porque leí que algunas estrellas de neutrones tienen una esfera de fotones. Obviamente, incluso si ese es el caso, si bombardeas su superficie, la onda de choque en ella no viajará más rápido que la luz porque entonces estaría viajando hacia atrás en el tiempo en otro marco de referencia y, por lo tanto, no obedece a la ecuación de onda. Sin embargo, no viola ninguna ley para que obedezca la ecuación de onda en ciertas situaciones y tenga una onda sinusoidal que lo atraviese más rápido que la luz. El movimiento de cada parte estaría determinado únicamente por la parte que está justo al lado y no por una parte lejana. la onda de choque en él no viajará más rápido que la luz porque entonces viajaría hacia atrás en el tiempo en otro marco de referencia y, por lo tanto, no obedece a la ecuación de onda. Sin embargo, no viola ninguna ley para que obedezca la ecuación de onda en ciertas situaciones y tenga una onda sinusoidal que lo atraviese más rápido que la luz. El movimiento de cada parte estaría determinado únicamente por la parte que está justo al lado y no por una parte lejana. la onda de choque en él no viajará más rápido que la luz porque entonces viajaría hacia atrás en el tiempo en otro marco de referencia y, por lo tanto, no obedece a la ecuación de onda. Sin embargo, no viola ninguna ley para que obedezca la ecuación de onda en ciertas situaciones y tenga una onda sinusoidal que lo atraviese más rápido que la luz. El movimiento de cada parte estaría determinado únicamente por la parte que está justo al lado y no por una parte lejana.

la respuesta es no

La palabra clave es que la fuerza de Coulomb (que no se ha explicado), las fuerzas principales que unen los átomos en la red de estado sólido o materia condensada para el polo largo, se supone que retrasaron el tiempo para transmitir la fuerza/información. entre los átomos.

Nuevamente, la fuerza de Coulomb es parte de la fuerza electromagnética (E&M), que ya ha sido enfatizada por otros. Todas las fuerzas de E&M de alguna manera se vuelven consistentes entre diferentes marcos de referencia solo si tenemos en cuenta la velocidad constante de la luz y el efecto de retardo del potencial/fuerza de E&M.

Puede leer fácilmente el potencial electromagnético retardado$(\varphi,\mathbf A )$/fuerza aquí :

donde 'r' es un vector de posición en el espacio, 't' es el tiempo,

El tiempo retrasado es:

También existe la gravedad y la fuerza fuerte que une el núcleo; pero están en la escala de energía mucho más débil en comparación con E&M en lo que respecta a la unión de átomos en la red. Además, todas las fuerzas y todas las partículas sin masa (fotones/gluones/gravitones) pueden tener la misma velocidad de propagación, la velocidad de la luz .

No, una explicación simple sin matemáticas es que cualquier fuerza aplicada en cualquiera de los extremos enviará una onda de compresión o expansión a través del objeto no más rápido que la velocidad del sonido del material, que siempre es mucho más lenta que c.

Su solución para la comunicación instantánea a distancia es realmente atractiva, pero tiene sus defectos. El poste vibra y por lo tanto produce ondas de sonido dentro del poste; el sonido, por supuesto, atraviesa a una velocidad mucho menor en comparación con la luz, por lo tanto, cualquier fuerza que ejerza la persona A, producirá ondas de sonido que llegarán a B en edades (considerando la distancia), en consecuencia, la información NO se transmitirá instantáneamente.