Согласно теории относительности Эйнштейна, абсолютный предел скорости, с которым может двигаться волна, равен скорости света – примерно 300 тысяч километров в секунду. Однако до сих пор не было известно, имеют ли верхний предел скорости звуковые волны.
Скорость звука определяется упругостью и плотностью среды. Соответственно, в газах и жидкостях она меньше, в твердых телах – больше. Поэтому, приложив ухо к рельсам, можно услышать приближающийся поезд намного раньше, чем шум от него придет по воздуху. Открытие физиков показало, что максимальная скорость звука в два раза больше, чем скорость звука в алмазе, самом твердом известном материале в мире.
Ученые из Лондонского университета Королевы Марии, Кембриджского университета и Института физики высоких давлений в Троицке рассчитали максимально возможную скорость звука на основе двух безразмерных фундаментальных физических констант: постоянной тонкой структуры и отношения масс протона и электрона.
Известно, что эти два числа играют ключевую роль во многих процессах Вселенной: от их значения зависит ход таких реакций, как распад протона и ядерный синтез в звездах, а баланс между этими двумя величинами задает узкий коридор «обитаемой зоны», где могут образовываться планеты и возникать поддерживающие жизнь молекулярные структуры.
Авторы предположили, что скорость звука должна уменьшаться с увеличением массы атома. Согласно этому теоретическому предсказанию, которое ученые проверили на широком спектре материалов, самый быстрый звук будет в твердом атомарном водороде.
В ядре газовых гигантов, таких как Юпитер, где давление превышает один миллион атмосфер, водород находится в твердом состоянии, он представляет собой металл, обладающий сверхпроводниковыми свойствами. Выполнив сложные квантово-механические расчеты, авторы определили, что скорость звука в твердом атомарном водороде близка к теоретическому фундаментальному пределу.
«Звуковые волны в твердых телах имеют важное значение во многих областях науки, – приводятся в пресс-релизе Лондонского университета Королевы Марии слова одного из авторов исследования Криса Пикарда, профессора материаловедения из Кембриджского университета. – Например, сейсмологи используют звуковые волны, вызванные землетрясениями, чтобы понять природу и внутреннее строение Земли. Они также представляют интерес для материаловедов, потому что определяют упругие свойства материалов, их способность противостоять нагрузкам».
Авторы считают, что результаты исследования будут иметь и серьезное научное применение, в частности, помогут найти пределы таких физических параметров, как вязкость и теплопроводность, используемых в теоретических расчетах, связанных с высокотемпературной сверхпроводимостью, кварк-глюонной плазмой и физикой черных дыр.
Как сообщал «Вокруг Света. Украина», норвежский пассажирский самолет преодолел скорость звука. Норвежский Boeing 787-9 Dreamliner летел через трансатлантический океан, подгоняемый сильным ветром, скорость которого была около 325 км/ч. При этом максимальная скорость самолета достигала временами 346 м/с, что даже больше скорости звука.
По материалам Sputnik-georgia
Читайте также:
Илон Маск испытал поезд, который движется со скоростью звука: видео
5500 км за 2 часа: Boeing представил проект сверхзвукового пассажирского самолета
Пассажирский Boeing случайно побил рекорд скорости
Туристическое страхование часто воспринимается как дополнительная трата средств, которой можно избежать. Однако, это ошибочное представление,…
Открытие учетной записи на игровой площадке обычно вознаграждается подарком. Иногда клиенту для этого достаточно завести…
В мире виноделия существует напиток, который завоевал сердца многих гурманов своим уникальным вкусом и ароматом.…
Рынок азартных развлечений в Украине активно развивается, что заметно по регулярному пополнению списка легальных онлайн-казино.…
Туризм ради игры становится всё более популярным среди путешественников по всему миру. Казино уже давно…
Рассказываем о бонусах Vbet. Мы расскажем о разных видах поощрений - как стандартных для всех…