Ses, Maksimum Hangi Hızda Hareket Edebilir?

EzumeImages / iStokc

Bir kaynak titreştiğinde etrafındaki ortamı oluşturan parçacıkların da titreşmesine neden olur. Bu titreşim komşu parçacıklara aktırılır. Mekanik bir dalga olan ses bu şekilde yayılır. Ses dalgaları yayılırken madde değil enerji iletilir. Bu nedenle sesin yayılma hızı, içinde yayıldığı ortamın yoğunluğuna yani ortamı oluşturan parçacıkların birbirine ne kadar sıkı bağlı olduğuna göre değişir. Dolayısıyla ses havada saate 1.192 kilometre hızla hareket ederken, bilinen en sert doğal malzeme olan elmasın içinde saniyede 12 kilometre yani saatte 43.200 kilometre hızla hareket eder.

Yakın zamanda bilim insanları sesin ulaşabileceği maksimum hızı teorik olarak hesapladı. Buna göre sesin ulaşabileceği maksimum hız, saniyede 36 kilometre yani saatte 129.600 kilometre.

Sesin ulaşabileceği en yüksek hız değeri teorik olarak hesaplanırken, bilim insanları “ince yapı sabiti” olarak isimlendiren bir sabit ile protonun kütlesinin elektronun kütlesine oranından yararlandı. Sesin katı atomik hidrojendeki hızının, teorik hesaplamalarla elde edilen maksimum hıza yakın olduğu belirlendi.

Katı atomik hidrojen son derece yoğun bir maddedir ve süper iletkenlik gösterebilir. Çok yüksek basınçta oluşabilen katı atomik hidrojenin Jüpiter gibi gaz devi gezegenlerin çekirdeklerinde bulunabileceği düşünülüyor.

Kaynaklar:

• Trachenko, K. ve ark., “Speed of sound from fundamental physical constants”, Science Advances, Cilt 6, Sayı 41, 2020.
• https://www.newscientist.com/article/2256743-physicists-have-discovered-the-ultimate-speed-limit-of-sound/