Vedci už poznajú maximálnu rýchlosť zvuku. Šíri sa až 100-násobne rýchlejšie ako vo vzduchu

Einsteinova teória relativity nám dala rýchlostný limit vesmíru čím je rýchlosť svetla vo vákuu. Odmerať však rýchlosť zvuku v rôznych materiáloch je na definovanie náročné a výpočtami zjavne obmedzené. 

Zvuk sa totiž v rôznych materiáloch šíri odlišne rýchlo. Zvuk je vlnenie, ktoré vzniká vibráciou média. Vo všeobecnosti sa dá tvrdiť, že čím je médium tuhšie, tým rýchlejšie sa v ňom šíri zvuk. Napríklad v takej vode sa zvuk šíri približne 5-násobne rýchlejšie ako vo vzduchu, čo umožňuje veľrybám, aby komunikovali aj na dlhšie vzdialenosti, uvádza portál Science Alert.

Rovnaký princíp je možné využiť aj pri počúvaní toho, či sa blíži vlak. V oceli sa zvuk šíri o približne 17-krát rýchlejšie ako vo vzduchu, a tak je možné ho počuť skôr z koľají.

V pevnej tuhej látke, ako je napríklad diamant, však môže zvuk cestovať ešte rýchlejšie. Kde je to však najrýchlejšie? Ak zohľadníme všetky materiály vo vesmíre, potom sa musíme pozrieť mimo Zeme.

Určenie konštánt

Na určenie absolútnej hornej hranice rýchlosti zvuku sa však musia zohľadniť viaceré javy materiálov. Tím vedcov z univerzity Queen Mary, z univerzity v Cambridge a z Ústavu pre fyziku vysokého tlaku v Rusku zistil, že rýchlostný limit závisí od dvoch konštánt. Svoje poznatky opísali v časopise Science Advances.

Ide o konštantu jemnej štruktúry, ktorá charakterizuje silu elektromagnetických interakcií medzi elementárnymi nabitými časticami a hmotnostný pomer protónu k elektrónu, čo je zvyšná hmotnosť protónu vydelená zvyšnou hmotnosťou elektrónu.

Vodík, aký na Zemi neexistuje

Aj na základe toho prišli na to, že zvuk by sa mal najrýchlejšie pohybovať cez tuhý atómový vodík. Ten existuje iba pri extrémne vysokých tlakoch, ktoré sú viac ako miliónkrát väčšie ako bežný atmosférický tlak. To je tlak, aký sa nachádza napríklad v jadre Jupitera, uvádzajú vedci v tlačovej správe. Rýchlosť zvuku v tuhom vodíku stanovili až na 36 kilometrov za sekundu.

Tieto zistenia sú cenné pre pochopenie jednotlivých materiálov, ale aj šírenia zvuku vo vesmíre. Skúmanie šírenia zvukových vĺn v pevných materiáloch je nesmierne dôležité aj pre seizmológov na to, aby chápali podstatu seizmických udalostí a vlastností zloženia Zeme.

Pozri aj:

Bezpečnostní experti prišli na spôsob, ako odomknúť zámok s pomocou zvuku