Glavni Novice Kaj če bi bila hitrost zvoka tako hitra kot svetlobna?

Kaj če bi bila hitrost zvoka tako hitra kot svetlobna?

Kaj bi se zgodilo, če bi bila hitrost zvoka tako hitra kot svetlobna?

Ljudje verjetno ne bi preživeli spektakularnih učinkov, če bi bila hitrost zvoka tako hitra kot svetlobna. (Zasluge za sliko: Enrique Diaz / 7cero prek Getty Images)

Oblaki visijo nizko na obzorju; zrak je lepljiv in kipi od elektrike. Nenadoma tiha strela razpre nebo. Bum sledi cele štiri sekunde kasneje.

V primerjavi s svetloba , ki se premika z osupljivo hitrostjo 186.000 milj na sekundo (300.000 kilometrov na sekundo), so zvočni valovi naravnost počasni in se po zraku premikajo s hitrostjo 0,2 milje na sekundo (0,3 km na sekundo). Zato vidišstrelapreden zaslišiš grmenje. Toda kaj bi se zgodilo, če bi bila hitrost zvoka nenadoma milijonkrat večja - enako kot hitrost svetlobe?

Seveda bi vas grom dosegel ravno v trenutku strele. Toda tudi ta strela bi bila videti precej srhljivo. Zvočni valovi so sestavljeni iz delcev, od katerih se vsak premika dovolj rahlo, da trči v drugega. To ustvarja področja z večjo in manjšo gostoto znotraj vala, je dejal George Gollin, profesor fizike na Univerzi Illinois v Urbana-Champaign. Samo pomislite na torbico: ko se igrača premika, se tuljave nenehno združujejo in nato spet razširijo. Zvočni valovi so podobni. Pri nizkih hitrostih je ta sprememba gostote neopazna. S svetlobno hitrostjo je druga zgodba.

Sorodno: Kaj bi se zgodilo, če bi bila hitrost svetlobe veliko manjša?

'Kaj bi se zgodilo, če bi imeli precej vlažen zrak [med nevihto], zvočni val pride skozi in zelo močno stisne stvari, nato pa se razširi in tlak močno pade,' je Gollin povedal za Live Science. Ker tlak ustrezatemperatura, bi nenaden padec zračnega tlaka po grmenju povzročil, da bi vlažen zrak zmrznil. Skozi gosto meglo ledenih kristalov bi videli strelo.

Ultra hitra hitrost zvoka bi popolnoma spremenila zvok našega sveta. Glasovi bi zveneli še posebej čudno, je dejal Gollin. Ko govorimo, naše glasilke vibrirajo, da proizvedejo zvočne valove različnih frekvenc in jih črpajo v grlo ali glasovno enoto. Tam se valovi iste frekvence seštejejo, da proizvedejo veliko večje valove - kar pomeni glasnejši zvok. Vendar se vse frekvence ne seštevajo na enak način. Nekateri se popolnoma sinhronizirajo, medtem ko drugi dejansko motijo ​​drug drugega in proizvajajo manjše valove in tišji zvok. Če bi se zvok v zraku premikal hitreje, bi spremenil način seštevanja valov, zaradi česar bi bile nekatere frekvence glasnejše, druge pa tišje. Pri zvočnih valovih se frekvenca prevede v višino, tako da dobite zelo nenavaden glas.

Da bi dobili občutek, kako bi zveneli v vesolju, kjer se hitrost zvoka spreminja izjemno hitro, si predstavljajte, kako zvenite, ko globoko vdihnete iz helijevega balona – kot Mickey Mouse. To je zato, ker se zvočni valovi premikajo trikrat hitrejehelij, je dejal William Robertson, profesor na oddelku za fiziko in astronomijo na državni univerzi Middle Tennessee. 'In govorimo o milijonkrat večji hitrosti zvoka,' je dejal Robertson.

In če bi se hitrost zvoka nenadoma povečala, bi to povzročilo opustošenje orkestrom, je dejal Robertson. Ko se zvok premika naprej in nazaj v votlini oboe ali trobente, povzroči stoječe valovanje. Ti stoječi valovi se obnašajo kot tiste težke vrvi, ki jih vidite privezane na steno v telovadnici. Ko jih dvigovalec uteži dovolj hitro strese, začnejo valovi nihati gor in dol, ne da bi bilo videti, da potujejo po vrvi. Ker se vrvi tresejo hitreje in hitreje, se število valov - z drugimi besedami, njihova frekvenca - povečuje. Podobno se poveča frekvenca zvočnih valov, ki jih proizvajajo pihala. Ker višja frekvenca pomeni višjo višino, bi pihala proizvajala tako visoke zvoke, da jih ljudje ne bi mogli slišati. Pihala bi morali zasnovati tako, da bi bila milijonkrat daljša, da bi bila uglašena z violino in violončelom, je dejal Robertson. (Sprememba hitrosti zvoka, ko se premika skozi zrak, ne bi spremenila hitrosti zvoka vzdolž strune, je dodal.)

Žal, ljudje ne bi preživeli, da bi izkusili te spektakularne spremembe. Celo nežna žvižg piščali bi razstrelila vse v njeni bližini. Svetloba potuje noter elektromagnetni valovanje, ki ni sestavljeno iz snovi, ampak je zvočno valovanje mehansko – sestavljeno iz delcev, ki trčijo drug v drugega. Molekula, ki potuje s svetlobno hitrostjo, bi imela 'skoraj neskončno energijo,' je dejal Gollin. Razstrelil bi se skozi vsak delec, na katerega bi naletel, in ga poslal elektroni letijo in proizvajajo 'pršenje' snovi in antimaterija — delci, ki nastanejo pri trkih z izjemno visoko hitrostjo in imajo nasprotne lastnosti od snovi.

'Učinki bi bili preprosto izredni,' je dejal Gollin.

Opomba urednika: Posodobljeno ob 14:09. EST 30. november, da bi popravili razlago v članku o tem, kako glasilke in glasovna enota proizvajajo zvok.

Prvotno objavljeno dne Znanost v živo .

Zanimivi Članki