Selgus heli kiiruse ülempiir universumis ({{contentCtrl.commentsTotal}})

Foto: Brian Goff / Unsplash

Teadlased on teinud kindlaks kõige suurema kiiruse, millega heli võib liikuda. See kiirus on 36 kilomeetrit sekundis ehk umbes kaks korda suurem kui heli kiirus teemandis, maailma kõige kõvemas materjalis.

Igasugused lained, sealhulgas heli-, aga ka näiteks valguslained kujutavad endast ruumis levivat häiritust, mis kannab edasi energiat. Erisuguses keskkonnas levivad lained eri kiirusega. Heli levib näiteks tahkes keskkonnas kiiremini kui gaasilises või vedelas.

Einsteini erirelatiivsusteooria määrab suurima kiiruse, millega ükski laine võib liikuda. See on valguse kiirus, umbes 300 000 kilomeetrit sekundis. Milline kiiruspiirang kehtib aga helilainetele, ei olnud seniajani päris selge.

Konstantin Trachenko Inglismaalt Londoni Kuninganna Mary Ülikoolist ja ta kolleegid kirjutavad ajakirjas Science Advances, et helikiiruse ülempiir sõltub kahest ühikuta fundamentaalkonstandist, peenstruktuuri konstandist ning prootoni ja elektroni massi suhtest.

Need kaks arvu mängivad mujalgi maailma asjades tähtsat rolli. Neist oleneb näiteks tähtede sisemuses kulgev tuumasüntees või prootoni hüpoteetiline lagunemine. Kahe konstandi väärtused on seejuures muide just niisugused, et universumis on võimalik tähtede, planeetide ja elusolendite teke.

Pole siis ime, et need fundamentaalsed arvud mõjutavad ka kõigi materjalide tähtsaid omadusi, nagu näiteks heli kiirust materjalis.

Trachenko ja ta kaaslased katsetasid oma teoreetilisi tulemusi mitmesuguste materjalide peal. Üks nende teooria ennustusi oli, et mida väiksem on materjalis aatomite mass, seda suurem on seal heli kiirus.

Siit omakorda tuleneb, et kõikvõimalikest materjalidest peaks heli kõige kiiremini liikuma tahkes vesinikus, sest vesiniku aatomid on kõige väiksema massiga üldse.

Kuid et tahket metallilist vesinikku võib saada ainult hiigelsuure, enam kui miljoni atmosfäärilise rõhu all, siis vesinikuga teadlased katseid ei teinud.

See-eest tegid nad taas teoreetilisi kvantmehaanika-arvutusi ja leidsidki nende abil, et heli peaks tahkes vesinikus levima kiirusel 36,1 kilomeetrit sekundis.

Teadusuudised on Vikerraadios eetris esmaspäevast laupäevani kell 8.35.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa

Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: