Yahoo奇摩新聞 科學家測出音速上限，最快每秒可跑 36 萬公里
當我們提及音速，通常是指聲音在空氣傳播的速度約每秒 343 公尺，不過聲音在其他介質可以傳得更快。最近英國劍橋大學、倫敦瑪麗王后大學與俄羅斯科學院高壓物理研究所團隊確定，音速最快可達每秒 36 公里，比在空氣傳播的速度快 100 倍，也比之前測得最高秒速 12 公里快 3 倍。
是哪種介質讓聲音能以如此高速傳播？研究人員根據「精細結構常數」與「質子電子質量比」得出結論：於高壓環境被壓縮成容易導電的固態氫。但哪裡有這種元素？氣態巨行星木星核心深處。
音波可透過不同介質（如空氣或水）傳播且速度不同，比如在固體傳播速度比液體或氣體還快，這就是為什麼你把耳朵貼在鐵軌上，可更快聽到遠方火車行駛的聲響。
而愛因斯坦的狹義相對論為波速設下極限，也就是光速，真空中最快每秒可跑 299,792,458 公尺，但到目前為止，科學家不確定聲音在固體或液體傳播是否也有速度上限，直到最近發表在《科學進展》雜誌的研究表明，音速上限取決於 2 個無因次的基本常數：精細結構常數（Fine structure constant）、質子電子質量比（proton-to-electron mass ratio）。
這 2 個常數對天文學家來說一點都不陌生，描述宇宙少不了它們，如核反應、質子衰變、恆星核融合等都與這 2 個常數值有關；此外，這 2 個數的平衡也代表「適居帶」，在該區域，行星可形成維持生命的分子結構。新研究進一步表明，這 2 個基本常數還可以設下特定材料屬性（如音速）的限制，影響其他科學領域如：材料科學、凝態物理學等。
研究人員首先提出理論預測，認為音速應隨原子質量減少降低，因此聲音在固體原子氫內傳播最快，然而氫僅在 100 萬大氣壓力以上才會以固態原子呈現，與木星等氣態巨行星核心的壓力相當，因此團隊進行最先進的量子力學運算，發現固態原子氫的音速接近理論極限。
科學家相信這項研究結果可幫助了解與高溫超導相關的各種特性（如導熱率）極限，進一步應用在夸克膠子電漿，甚至黑洞物理學。
（首圖來源：pixabay）
