Físicos descobriram o limite máximo de velocidade do som

O limite de velocidade universal de qualquer tipo de onda – seja eletromagnética ou gravitacional – viajando no vácuo é conhecido desde que Albert Einstein desenvolveu sua teoria da relatividade especial em 1905. Mas a velocidade máxima do som movendo-se através de um sólido ou líquido acaba de foi calculado pela primeira vez. É cerca de 36 quilômetros por segundo, mais de 8.000 vezes menor que a velocidade da luz no vácuo.Para fazer esse cálculo, Kostya Trachenko, da Queen Mary University de Londres, e seus colegas começaram com duas constantes físicas bem conhecidas: a relação entre a massa do próton e a massa do elétron e a constante de estrutura fina, que caracteriza a força das interações entre as partículas carregadas.Trachenko diz que temos uma boa ideia desses valores, porque se eles fossem alterados, mesmo que um pouco, o universo não teria a aparência que tem. “Se você alterar essas constantes em alguns por cento, então o próton pode não ser mais estável, e você pode nem mesmo ter os processos nas estrelas resultando na síntese de elementos pesados, então não haveria carbono, nem vida,” ele diz.O som é uma onda que se propaga fazendo com que as partículas vizinhas interajam umas com as outras, então sua velocidade depende da densidade de um material e de como os átomos dentro dele estão ligados. Os átomos só podem se mover rapidamente, e a velocidade do som é limitada por esse movimento.Trachenko e seus colegas usaram esse fato junto com a razão de massa próton-elétron e a constante de estrutura fina para calcular a velocidade máxima na qual o som poderia teoricamente viajar em qualquer líquido ou sólido: cerca de 36 quilômetros por segundo.“O senso comum era que o diamante tem a maior velocidade do som, porque é o material mais duro, mas não sabíamos se havia um limite teórico fundamental para isso”, diz Trachenko. O limite teórico é cerca de duas vezes a velocidade do som em um diamante.A velocidade do som também depende da massa dos átomos no material, então os pesquisadores previram que o hidrogênio metálico sólido – um material que teoricamente existe no centro de planetas gigantes, mas para o qual as evidências laboratoriais têm sido fortemente contestadas – deveria ter a maior velocidade do som. Eles calcularam que deveria estar próximo do limite teórico. Eles também analisaram dados experimentais de 133 materiais e descobriram que nenhum deles ultrapassou o limite.No entanto, Graeme Ackland, da Universidade de Edimburgo, no Reino Unido, diz que não está claro se os cálculos produzem um limite de velocidade. “Você pode usar essas constantes fundamentais para obter algo com unidades de velocidade, mas não consigo ver uma boa razão fundamental para isso ser um limite. Não estou completamente convencido. ” Ele diz que mais trabalho é necessário para descobrir exatamente como isso se aplica ao som movendo-se através de elementos mais pesados.Referência do periódico: Science Advances , DOI: 10.1126 / sciadv.abc8662

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out /  Change )

Google photo

You are commenting using your Google account. Log Out /  Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out /  Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out /  Change )

Connecting to %s