За първи път е изчислена възможно най-голямата скорост на звука - 36 километра в секунда, около 100 пъти по-голяма от скоростта му във въздуха на повърхността на Земята.
Британски изследователи установиха, че такива скорости са възможни само при преминаване през металния водород в ядрото на гигантската планета Юпитер.
Звукът се движи по-бързо през твърдите тела отколкото във въздуха поради по-високата си плътност.
Специалната теория на относителността на Айнщайн определя абсолютната максимална скорост, с която може да се движи електромагнитна вълна - около 300 000 километра в секунда - скоростта на светлината.
Но досега не бе известно дали звуковите вълни също имат горна граница на скоростта.
„Звуковите вълни в твърдо вещество вече са изключително важни в много области“, обяснява авторът на статията и учен по материали Крис Пикард (Chris Pickard) от Университета в Кеймбридж.
„Например сеизмолозите използват звукови вълни, инициирани от земетресения дълбоко в земната недра, за да разберат същността на сеизмичните събития и свойствата на вътрешността на Земята“, добави той.
"Те представляват интерес и за учените по материалознание, тъй като звуковите вълни са свързани с важни еластични свойства, включително устойчивостта на удар."
Звуковите вълни са смущения, които преместват енергията от едно място на друго през различни среди - като въздух или вода.
Те се движат много по-бързо през твърди вещества, отколкото течности или газове. Ето защо например можете да чуете приближаващ се влак много по-рано, като слушате звуците, преминаващи по релсовия път.
Използвайки стандартни физически модели, заедно с най-съвременни изчисления, изследователите показаха, че звуковите вълни могат да се движат най-бързо в твърд атомен водород.
Това състояние на газа се открива само при много високи налягания - такива над 1 милион атмосфери - сравними с тези, открити в ядрото на газови гиганти като Юпитер.
Структура на Юпитер. Кредит: Wikimedia Commons
При такива условия водородът се превръща в метал с необичайни свойства - проводящ електричество точно като медта.
„Ние смятаме, че резултатите от това проучване могат да имат допълнителни научни приложения, като ни помогнат да намерим и разберем границите на различни свойства“, коментира авторът на статията и физик Костя Траченко (Kostya Trachenko) от Лондонския университет „Куин Мери“.
Тези свойства, добавя той, включват „вискозитет и топлопроводимост“ - и са „подходящи за високотемпературната свръхпроводимост, кварк-глюонната плазма и дори физиката на черните дупки“.
Справка: Speed of sound from fundamental physical constants, K. Trachenko, B. Monserrat, C. J. Pickard and V. V. Brazhkin, Science Advances 09 Oct 2020: Vol. 6, no. 41, eabc8662, DOI: 10.1126/sciadv.abc8662
Източник: Physicists Just Confirmed The Upper Limit For The Speed of Sound in The Universe, ScienceAlert
