声速是多少呢(科学家给出声速极限)

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声速是多少呢(科学家给出声速极限)

声波通过原子间的相互(原创www.isoyu.com版权)作用而流传,这限制了其速度。图片起源:Alex Drai/Alamy

自爱因斯坦1905年提出狭义相对论以来,任何一种波——无论电磁百思特网波还是引力波,在真空中流传的宇宙速度极限已为人所知。

但是,声音在固体或液体百思特网中移动的最大速度近日才首次被盘算出来——约为每秒36千米,仅为真空中光速的1/8000。10月9日,相干研讨发表于《科学进展》。

为进行这一盘算,英国伦敦玛丽女王大学的Kostya Trachenko和同事从两个有名的物理常数入手:质子—电子质量比以及精致构造常数。

Trachenko表现,这些数值哪怕有一点点转变,宇宙就完整不是现在这样。

“如果这些常数转变了百分之几,那么质子可能会不稳固,甚至可能没有恒星合成重元素的进程,进而没有碳、没有性命百思特网。”他说。

声音是一种通过相邻粒子相互作用而流传的波,因而其速度取决于材质的密度以及材质内部原子的联合方法,声音的速度受到原子移动速度的限制。

Trachenko和同事应用这一事实以及质子—电子质量比和精致构造常数,盘算出了理论上声音在任何液体或固体中流传的最大速度:大约每秒36千米。

“通常以为金刚石的声速最高,因为它是最坚硬的材质,但我们不知道它是否有一个理论上的根本极限。” Trachenko说。而理论极限大约是钻石声速的两倍。

声速还取决于材质中原子的质量,因此研讨人员预测,固体金属氢(理论上存在于巨行星中心的一种材质,但试验室证据一直存在争议)应当具有最高的声速。

他们盘算出,该速度应当接近理论极限。他们还研讨了133种材质的试验数据,发明没有一种材质突破极限。

然而,爱丁堡大学的Graeme Ackland表现,目前还不清晰盘算成果是否为速度极限。

“我没有看到一个很好的根本原理来说明为什么它是一个界线。我并不完整佩服。”他说,还须要做更多的工作以肯定声音如何在重元素中流传。