Supongamos que hay un puente ridículamente largo, fijado en ambos extremos (al menos de segundos luz de longitud). El puente está constantemente bajo la influencia de la gravedad. Si los extremos son cortados simultáneamente, todo el puente caerá. ¿Supongo que la simultaneidad no es un problema ya que el puente se encuentra en un único marco de referencia? ¿Un observador en el medio registrará el cambio de inercia, pero no podrá ver o detectar ningún daño en los extremos del puente hasta que la luz de cada extremo o la señal de los sensores electrónicos hayan alcanzado la velocidad de la luz? Si es así, ¿significa esto que pueden inferir que los extremos deben haber sido cortados, es decir, que han recibido información sobre el estado de los extremos más rápido que la velocidad de la luz? ¿O no comenzarán a caer hasta que la información sobre los extremos cortados haya alcanzado?
Respuestas
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Esto es esencialmente una variante de la idea de usar un poste rígido para transmitir información. El punto clave es que las tensiones en un material solo se transmiten a la velocidad del sonido en el material, que es necesariamente más lento que la velocidad de la luz, y típicamente mucho más lento. Las partes centrales de tu puente no empezarían a caerse hasta mucho después de que el observador en el centro vea que los extremos se cortaron.
Puede parecer que el puente es diferente del poste porque la fuerza gravitatoria que provoca el colapso del puente ya está presente. Pero esa fuerza fue contrarrestada por fuerzas dentro del puente, y continuará siendo contrarrestada hasta que finalmente el colapso se "transmita" a través del material.
Puede que estés interesado en este experimento. El puente, sin importar su longitud (no tiene que ser en segundos luz), colapsará de la misma manera. Esto ni siquiera es un escenario relativista, ya que la velocidad dominante es la velocidad del sonido, ~3000 m/s para la mayoría de los sólidos.
La velocidad del sonido en sólidos gobierna la rapidez con la que se propagan los cambios en las fuerzas intermoleculares. La velocidad efectiva del sonido en el muelle es muy lenta, lo que nos permite verlo suceder. Como señala el narrador, diferentes modos de onda (como la torsión, corte, compresión) pueden tener diferentes velocidades de sonido.
