科學家發現聲速的極限，是金剛石聲速的兩倍，刷新了紀錄

愛因斯坦的狹義相對論認為，真空中的光速是宇宙的速度極限。這引起了許多人的興趣，他們都是想要打破這個速度極限的人。於是我們經常可以看到類似這樣的一個問題：如果鐘錶的秒針有一光年那麼長，那麼當它轉動時，末端會不會超光速？就算我們不考慮鐘錶能不能帶動這麼長的秒針，末端超光速也是不可能的，因為力在秒針的傳播速度是並不是無限的。

事實上，力的傳播速度就是聲音在此介質中的傳播速度。10月9日，一篇發表在《科學進展》雜誌上的研究顯示，宇宙中聲速的極限為每秒36公裡，遠遠低於光速每秒30萬公裡。如果那根秒針上力的傳播速度按極限速度計算，那麼根本就不會有超光速的情況發生，愛因斯坦的理論也不會被打破。那麼這個聲速的極限是怎麼來的呢？

我們知道，聲音其實是一種振動。而我們的耳朵能聽到聲音，那是因為由原子或分子構成的介質傳播振動能量所引起的。振動把附近的分子擠在一起，對它們進行壓縮。然後這些受壓縮的分子又對鄰近的分子進行壓縮，這就把振動的能量傳遞了出去。而壓縮波從聲源向外傳播的速度，就是聲音在此介質中的聲速。

在空氣中，聲速取決於分子的固有速度。當介質中的分子受到壓縮時，固有速度快的分子很快就會把能量傳遞給鄰近分子，因此壓縮波就會很快向外傳播，聲速就很高。巧的是，溫度是分子平均動能的一種體現，也就是說溫度越高，分子運動速度越快。正是這個原因，聲音在溫度高的空氣中的傳播速度比在溫度低的空氣中快。

事實上，聲音傳播的速度跟密度也有關係，在這裡密度是衡量分子間隔的重要指標。我們知道液體的密度比氣體大得多，相比於氣體，液體分子排列更是緊密。當液體分子受到壓縮後，較小的分子間隔能更快的把壓縮波傳遞出去，因此它的聲速會更快。同樣的道理，固體中的聲速也比液體要來得快。例如，聲速在水中每小時5200公裡，而在鋼中約每小時18000公裡。

如果是固體跟固體之間的對比，密度不是聲速的根本原因。在固體中，原子和分子被固定在各自的位置上。它在這個位置上越穩固，就說明它受到擠壓時能更快回彈，因此聲音的傳播速度會更快。也就是說，物體越硬，它的傳播速度越快。目前，自然界最硬的礦物金剛石，它的聲速大約為每秒18公裡。

自然而然，我們就想到了聲音會不會有極限速度。科學家表示，聲音的極限速度與精細結構常數和質子電子的質量比有關。眾所周知，這兩個數字在宇宙中起著重要的作用，如果它們的數值改變了，可能宇宙就不會有恆星、行星甚至是生命的存在了。這兩個基本常數的組合也會影響材料的特性，例如聲速。

這組科學家對各種材料進行實驗，發現聲速符合它們的理論，並且它們還發現聲速隨原子質量而降低。因此，他們認為，聲音的極限存在於固體原子氫中。但是，固體原子氫只存在於壓力非常高的情況下，大概是地球海平面壓力的100倍。隨後，他們進行了模擬的量子計算，發現了聲音的極限速度大約為每秒36公裡。