Khoa học tìm ra giới hạn trên của tốc độ âm thanh: 36 km / s

Theo lý thuyết, âm thanh truyền qua vật liệu hydro kim loại (chỉ tồn tại trên lý thuyết) có tốc độ cao nhất, gần 36 km / s. Cho dù là điện từ hay hấp dẫn, giới hạn tốc độ của mọi sóng trong chân không vẫn giữ nguyên kể từ ngày Albert Einstein phát triển thuyết tương đối hẹp vào năm 1905, một con số là 36 km / s, chậm hơn khoảng 8000 lần so với tốc độ ánh sáng trong chân không.

Đối với kết quả này, giáo sư vật lý Kostya Trachennko và các đồng nghiệp của ông sử dụng hai hằng số được biết đến trong vật lý: mối quan hệ giữa khối lượng của proton và khối lượng của electron, cũng như hằng số cấu trúc nhỏ, xác định kích thước của các tương tác giữa hạt mang điện sơ cấp.

Trachenko nói rằng khoa học có một nền tảng khá vững chắc để dựa vào độ chính xác của các hằng số này vì nếu chúng chỉ di chuyển một chút thôi, Vũ Thất Trụ sẽ trông rất khác so với hiện tại. “Nếu hằng số chỉ là một phần trăm nhỏ của độ lệch, proton sẽ mất tính ổn định và có lẽ sự hợp nhất của các nguyên tố nặng trong một ngôi sao sẽ diễn ra. Cái ao không còn ở đó, vì vậy chúng ta sẽ không có carbon, chúng ta sẽ không có sự sống ", Giáo sư Trachenko nói

Âm thanh là một loại sóng được truyền vào vật chất bằng các hạt tương tác, tốc độ của âm thanh phụ thuộc vào mật độ của khối lượng (Mật độ) của vật chất, nghĩa là các nguyên tử tạo nên vật chất tương tác với nhau chặt chẽ như thế nào. Một nguyên tử có tốc độ cực đại, do đó tốc độ âm thanh bị giới hạn bởi lượng này.

Trachenko và các đồng nghiệp của ông đã tận dụng thực tế này., Cùng với tỷ lệ khối lượng của các electron proton, hằng số cấu trúc mịn để tính tốc độ lớn nhất của âm thanh khi chuyển động qua chất lỏng hoặc chất rắn: Về mặt lý thuyết, âm thanh có thể truyền với tốc độ tối đa là 36 km / s, cho tốc độ âm thanh cao nhất vì chúng là vật liệu cứng nhất, nhưng chúng tôi không biết liệu có giới hạn tốc độ lý thuyết hay không, " Giáo sư Trachenko.Nhóm nghiên cứu đã tính toán rằng tốc độ tối đa này gần gấp đôi tốc độ âm thanh truyền qua viên kim cương.

Tốc độ âm thanh cũng phụ thuộc vào khối lượng nguyên tử có trong vật chất, vì vậy các nhà nghiên cứu dự đoán rằng hydro kim loại rắn, một vật chất tồn tại về mặt lý thuyết, có thể hiện diện trong lõi của các hành tinh khổng lồ, là chất truyền âm thanh. Theo tính toán, âm thanh lan truyền trong hydro kim loại sẽ có tốc độ gần với giới hạn trên. Trong số 133 vật liệu được thử nghiệm, không vật liệu nào có thể truyền âm thanh nhanh hơn mốc 36 km / s.

Tuy nhiên, Giáo sư Graeme Ackland của Đại học Edinburgh nói rằng tính toán của Trachenko và các đồng nghiệp của ông không tính đến tốc độ tối đa của âm thanh. Ackland không đồng ý: "Bạn có thể sử dụng hằng số cơ bản để tìm ra một yếu tố của đơn vị tốc độ, nhưng không có lý do gì để cho rằng có giới hạn tốc độ. Tôi chưa nghĩ vậy." Thử nghiệm để quan sát tốc độ của âm thanh trong các phần tử nặng hơn.