音速是多少(科学家给出了速度极限)

声波通过原子之间的相互作用传播，这限制了它们的速度。图片:亚历克斯·德雷/阿拉米

自从爱因斯坦在1905年提出狭义相对论以来，任何一种波，无论是电磁波还是引力波，在真空中传播的宇宙速度极限都是已知的。

然而，声音在固体或液体中运动的最大速度直到最近才第一次被计算出来——大约每秒36公里，这仅仅是真实情况下光速的1/8000空。10月9日，相关研究发表在《科学进展》上。

对于这个计算，英国伦敦玛丽女王大学的科斯蒂亚·特拉琴科和他的同事们从两个著名的物理常数开始:质子-电子质量比和精细结构常数。

特拉琴科说，即使这些信息资源的价值发生了变化，宇宙也不会是这样的。

“如果这些常数变化百分之几，那么质子就可能不稳定，甚至可能没有恒星合成重元素的过程，然后就没有碳，也没有生命。”他说。

声音是通过相邻粒子之间的相互作用而传播的波，因此它的速度取决于材料的密度和材料内部原子的组合，而声速则受到原子运动速度的限制。

特拉琴科和他的同事利用这一事实，质子-电子质量比和精细结构常数来计算声音在任何液体或固体中传播的理论最大速度:大约每秒36公里。

“人们普遍认为钻石之所以声速最高，是因为它是最坚硬的材料，但我们不知道它是否有基础理论极限。”特拉琴科说。理论极限大约是钻石声速的两倍。

声速也取决于物质中原子的质量，因此研究人员预测，固体金属氢(一种理论上存在于巨型行星中心的物质，但实验室证据一直存在争议)应该具有最高的声速。

他们计算出速度应该接近理论极限。他们还研究了133种材料的实验数据，发现都没有突破极限。

然而，爱丁堡大学的格雷姆·阿克兰说，目前还不清楚计算结果是否是限速。

“我没有看到一个很好的基本原则来解释为什么它是一个边界。我并不完全信服。”他说，需要做更多的工作来确定声音如何在重元素中传播。