道德专判

一个转盘绕着中心的轴转动，转盘上距离转轴越远的点，运动时的线速度就越大。有很多人思考过这样的问题：一个半径很大的转轮，转速逐渐增大，边缘上点的线速度会不会超过光速？

如果直接用数学计算，转盘的转速增大到一定程度就能够使边缘上点的线速度达到光速。然而，物理规律决定了这种情况永远不可能发生。

转盘是由原子、分子等组成的，原子分子间依靠分子力结合在一起。转盘转动时，转盘上的物质做圆周运动需要的向心力就是由分子力来提供，转盘的转速增大所需的向心力也会增大。如果分子力不足以提供向心力，转盘就会分崩离析。

如果用理想的材料绝对刚体来制作这种转盘呢？这时候虽然转盘不会瓦解，但同样边缘上点的线速度也不会达到光速。爱因斯坦的相对论给出了质量与速度的关系，物体的质量会随速度的增大而增大，当速度趋近于光速时物体的质量会趋近于无穷大。圆盘转速非常高时，圆盘的质量就会非常大，如果圆盘边缘上点的线速度达到了光速，就意味着圆盘的质量或者转动惯量达到了无穷大。这需要为圆盘提供无穷大的能量，显然这也是不可能做到的。

物质的运动速度不能超过光速，这是爱因斯坦的相对论给出的结论。相对论诞生100多年来，经历了无数次的检验，也早已在多方面有所应用。在宇宙中有很多大小天体，体积大的天体相对于一个大的转盘，体积小的天体相对于小的转盘。通过观察可以发现，不论是大的天体还是小的天体，它们转动时边缘上点的线速度都没有超过光速。如果真的发现了物质的运动速度超过了光速，那么相对论就要改写了。

刁博

一个三十公里直径的齿轮，半径是15公里，加速到3000转，首先你没有说明3000转是每分钟还是每小时，每小时肯定不行，估计你假设的应该是分钟，那么姑且按照每分钟3000转来算，它的齿轮边缘线速度能够达到光速吗？

V（线速度）=2πrn=2*π*15000*50=4712389m/s，折合4712.4km/s，这个速度与光速的三十万公里每秒相差甚远，所以它的最外层还没有达到光速。

如果题主想说的是每秒钟3000转的话，那么得到的结果就是282743339m/s，折合成就是282743km/s，距离光速的300000km/s还是差那么一些。

所以无论你怎么转，都还没有达到光速。

如果这样单纯的计算肯定不能满足题主的意愿，题主是想问，如果我转的足够快，每秒钟1万转，那么边缘的速度肯定超光速了啊，题主可能想借此来反对光速不可逾越的定律。

但事实这样能行吗？

如果想要完成题主的构想，需要假设如下条件：

你有足够的能量可以完成这样的加速过程、你能够找到如此结实的齿轮，但事实是，这两个条件你无论如何都满足不了，因此，你的这个思想实验不存在于现实中，对于现实是没有意义的。

它不能够作为质疑科学理论的依据，即便它在你的脑海中设想是超光速的，但也没有任何的意义，因为它纯粹的就只是空想罢了。

对此你有什么看法呢？欢迎在下方留言探讨。我是科幻船坞，感谢大家的阅读与关注

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科学船坞

首先，如果按照问题中的描述，即使每秒能达到3000转，纯数学上的计算也达不到光速（计算并不难）。但我想问题想表达的应该是：一个直径很大的轮子，转动速度非常快，轮子边缘的速度能达到光速吗？

纯数学分析，肯定可以达到，只要直径足够大，速度足够快，就可以轻松达到。比如直径一光年的轮子，每秒转动一圈，就远超光速了。但问题是，数学只是人们了解世界的工具而已，数学并不等同于现实和物理，数学上成立的，现实中可能就不成立。

而问题中的假设其实与“让一个物体一直加速，最终能否达到光速？”这种问题本质上是一样的。如果你真的能让物体一直加速，当然能达到光速，但问题是你能做得到吗？

相对论表明，速度越大，相对质量就越大，对于轮子边缘部分来说，随着速度越来越高，当接近光速时，质增效应就会越来越明显，意味着需要更大的力才能让其继续加速，要想达到光速，需要无穷多的能量才可以做到，这显然是不可能的。

同时，轮子速度越来越快，离心力也越来越大，当分子之间的作用力不足以抵消轮子边缘的离心力时，轮子就会分崩离析。

所以，莫要用各种不现实的假设试图推翻相对论中的“光速限制”。事实上，相对论本身就是建立在“光速不变原理”基础上的，包括时间膨胀，尺缩效应，质增效应等都可以通过这个原理推导出来。我们没必要质疑相对论，如果非要质疑，也应该质疑“光速不变原理”，这个原理本身也时一个假设，你完全可以不相信这个假设，自己做出其他的假设，前提是如何让别人相信你！

宇宙探索

一个三十公里直径的轮，加速到3000转，它的速度能达到光速吗？

一个足够大的轮子，以足够的转速，边缘是否能达到光速？其实这就是超光速实验另一个版本，似乎听起来有那么一种超光速的意思，下面简单讨论下这想法能实现不？

三十千米，每秒三千转，听上去好像不难实现哈，那么来计算下这个边缘的线速度超过光速了吗？

v=πdn=π×30×3000=282743.34千米/秒

即：28.27万千米/秒

看起来这并没有超过光速，因为光速为：299792.458千米/秒，还差那么一点，不过只要再加几转就可以了嘛！

n=3180.9转/秒

这个速度下就已经超过光速了，那么事实能超过光速吗？

二、阻止物体运动速度超过光速的几个因素

暂时先不考虑各种机构难度，仅从理论上来做个简单分析

1、高速转动的“离心力”会导致结构崩溃

我们能在现实世界中找到的的材料都是原子组成的，中间结合的就是电磁力，当转速无限加大时首先边缘处会受到“离心力”的困扰，当“离心力”超过物体结构强度极限时，这个转盘的结构就会崩溃，从圆盘的分裂的切线方向带着线速度的动能撞击一切碰到的物体！当然我们也可以选择理想的刚体来制造这个圆盘，因为从理论上来看，刚体可以避免这个状况的发生，但却会有另一个强大的拦路虎阻碍在我们面前！

2、质增效应会导致结构根本无法在继续加速

质增效应并不只是停留在公式中而已，在加速器中司空见惯！为什么我们没法在现实中简单的测量出质增效应？只是因为我们的速度实在不足以达到测量设备的精度，因此质增效应尽管经常听说，却难以在生活中体现！

但事实上这个结果在转速越来越高时候即会逐渐体现出来！特别是在90%光速以后，曲线几乎直线上升，也就是说到了此时，质增效应将会数倍数十倍甚至数百倍的上升！那么很明显当负载成倍上升时它的能量输入也必须同比增加，否则这个系统仅仅在克服摩擦力等机械损耗做功，只能维持当前速度而不能再增加转速！质增效应在更接近光速时会无限上升，但我们输入的能量却是有限的，因此在这个有限能量与无限质量的较量中，总会维持在一个有限的速度，而这个速度能逼近光速的极限，就取决于我们舍得多少能量，但请不要异想天开的认为就能超过光速，因为这样的理论都还没有诞生！

而事实上整个结构重量、承载机构以及变速与扭矩输出机构等都是一个不可能完成的任务，但这就像永动机一样，似乎会考虑各种方式来突破能量守恒定律，不过很明显这一切欧式徒劳的！

不过如果像《石油咽喉保卫战》中的中岳岛号，利用大直径的飞轮蓄能+电磁弹射来发射炮弹或者导弹，这倒确实可以考虑一下，低成本的全球打击武器，你值得拥有！

星辰大海路上的种花家

转速也得有单位，多长时间？30年？3秒钟？

古书今读

提问者的意思我猜测是假设有个刚性的圆盘，不考虑材料硬度，功耗，就是单纯的从相对论公式来解释。材料的硬度和功耗属于应用物理范畴，理论如果支持，那就可以做到。

现在我从理论上告诉你如果有这种材料不会撕裂，有一个足够强大的输出功率可以一直加速会发生什么。

根据相对论，有一个足够大的圆盘，旋转时线速度在接近光速的时候，因为这个线速度不会超过光速，所以这个圆盘会“收缩”，如果有个观察者在看这个圆盘，他会发现圆盘的半径变短了，变短后线速度会“降”下去，然后你继续加速，那半径就会进一步变短，知道最后收缩到一个点，总之，线速度不会大于光速。这就是相对论告诉我们的。

studee

没给单位时间啊？是一年3000转吗？一年3000转都是快的，大约合每天8转，三十公里直径，一百来公里的周长，假设一辆汽车沿着圆周跑圈，一天8圈二十四小时的跑，相当于三个小时一圈，平均三十多迈的速度，看着不算快，可是如果汽车停着，而是路面旋转，把北京市五环内这么大面积的盘子转成这个速度得需要多大的动力，何况这离你那个达到光速的目标还相去甚远。想都不要想啦。

碧伶居士

用机械的多重齿轮变换，理论上可以让盘子上线速度超光速的，这是验证老艾相对论的好方法！用多重变换齿轮，可以使园盘的直径更小，并且很容易做到线速度超光速的！我们应马上作手做这个试验！

平治河流

中子星，材料才够硬。那个星球表面就可能满足这种条件。因为，网上说，那种星球自转非常高，也许这种星球表面就能看到，能不能超光速。

也许，中子星表面那层会有复杂的时、空，扭曲现象。只要时空扭曲，光速仍会恒定吧。

凌战天

轮类绕圆心做圆周运动，转速指得是单位时间内沿圆周绕圆心转过的圈数，通常用符号n表示，转速的国际单位是其国际rps （转/秒）或 rpm （转/分）。

那么如果这个问题更严谨一点说直径30公里的轮子，转速n=3000rps，我们来计算一下轮子最外围的线速度：

经过简单计算得出这个巨型轮子的圆周线速度大约是28万公里每秒，是小于光速30万公里每秒的。好多人都想方设法的设计出超光速的“实验”，不是巨大的轮子就是几光年长的棍子，但无论如何设计构思光速都是不可超越的。这并非是技术上达不到，而是理论上的限制。

爱因斯坦相对论对于光速最准确的描述如下：

• 1.有静止质量的物体达不到光速，理论上只能无限接近于光速，就像是巨大的轮子，随着转速的增加，理论上圆周处的线速度会无限接近于30万公里每秒；
  
• 2.信息的传递速度不能超光速，目前我们的通信应用的就是光速的电磁波。有的人可能提出量子通信的问题，量子通信是应用量子纠缠的。而量子纠缠是可以超光速的，但是并不传递信息。而量子通信本质上是加密技术，信息的传递以来的还是传统通信方式。
  

目前被认可的超光速有两个：一是宇宙膨胀的超光速，二就是量子纠缠的超光速。但是以上两个超光速并不能推翻爱因斯坦的理论。在最近天文学家发现距离我们最遥远的一类天体-类天体，或者说超级黑洞，它的旋转速度非常接近于光速，这个类天体被科学家命名为命名为“Q2237+0305”

關鍵字: 线速度 上点 光速