作者 |文樂樂
聲波通過原子間的相互作用而傳播，這限制了其速度 。圖片來源：Alex Drai/Alamy
自愛因斯坦1905年提出狹義相對論以來，任何一種波——無論電磁波還是引力波，在真空中傳播的宇宙速度極限已為人所知 。
但是，聲音在固體或液體中移動的最大速度近日才首次被計(jì)算出來——約為每秒36千米，僅為真空中光速的1/8000 。10月9日，相關(guān)研究發(fā)表于《科學(xué)進(jìn)展》 。
為進(jìn)行這一計(jì)算，英國倫敦瑪麗女王大學(xué)的Kostya Trachenko和同事從兩個(gè)著名的物理常數(shù)入手：質(zhì)子—電子質(zhì)量比以及精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù) 。
Trachenko表示，這些數(shù)值哪怕有一點(diǎn)點(diǎn)改變，宇宙就完全不是現(xiàn)在這樣 。
“如果這些常數(shù)改變了百分之幾，那么質(zhì)子可能會不穩(wěn)定，甚至可能沒有恒星合成重元素的過程，進(jìn)而沒有碳、沒有生命 ?！彼f 。
【聲速是多少公里每小時(shí)，是通過什么傳播的？】聲音是一種通過相鄰粒子相互作用而傳播的波，因而其速度取決于材料的密度以及材料內(nèi)部原子的結(jié)合方式，聲音的速度受到原子移動速度的限制 。
Trachenko和同事利用這一事實(shí)以及質(zhì)子—電子質(zhì)量比和精細(xì)結(jié)構(gòu)常數(shù)，計(jì)算出了理論上聲音在任何液體或固體中傳播的最大速度：大約每秒36千米 。
“通常認(rèn)為金剛石的聲速最高，因?yàn)樗亲顖?jiān)硬的材料，但我們不知道它是否有一個(gè)理論上的基本極限 。” Trachenko說 。而理論極限大約是鉆石聲速的兩倍 。
聲速還取決于材料中原子的質(zhì)量，因此研究人員預(yù)測，固體金屬氫（理論上存在于巨行星中心的一種材料，但實(shí)驗(yàn)室證據(jù)一直存在爭議）應(yīng)該具有最高的聲速 。
他們計(jì)算出，該速度應(yīng)該接近理論極限 。他們還研究了133種材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)沒有一種材料突破極限 。
然而，愛丁堡大學(xué)的Graeme Ackland表示，目前還不清楚計(jì)算結(jié)果是否為速度極限 。
“我沒有看到一個(gè)很好的基本原理來解釋為什么它是一個(gè)界限 。我并不完全信服 ?！彼f，還需要做更多的工作以確定聲音如何在重元素中傳播 。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1126/sciadv.abc8662
《中國科學(xué)報(bào)》 (2020-10-12 第2版 國際 _原題為《聲音每秒最快傳多遠(yuǎn)》)
排版 | 志海
聲明：轉(zhuǎn)載此文是出于傳遞更多信息之目的 。若有來源標(biāo)注錯誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請作者持權(quán)屬證明與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將及時(shí)更正、刪除，謝謝 。
來源： 人民日報(bào)客戶端
推薦閱讀
- 少將是什么級別的干部，待遇怎么樣？
- 浙江工商大學(xué)是幾本
- 浙江工商大學(xué)是幾本 浙江工商大學(xué)介紹
- 120接線員屬于什么部門 120接電話是哪個(gè)部門
- 120接電話是哪個(gè)部門
- 洗臉用毛巾好還是一次性洗臉巾好
- 粉刺有硬塊但是擠不出來怎么辦
- 粉刺是什么原因長出來的
- 歐詩漫是國產(chǎn)的還是進(jìn)口的
- 相宜本草是國貨嗎