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聲音可能有負(fù)質(zhì)量?研究人員發(fā)現(xiàn)奇怪的“負(fù)引力”

互聯(lián)網(wǎng) 來源:科技大咖網(wǎng)(csjwsm.cn)    時間:2019-03-16 13:03

聲音質(zhì)量是負(fù)的,在你周圍慢慢上升,雖然很慢。這是一篇論文的結(jié)論,它打破了研究人員長期以來對聲波的傳統(tǒng)認(rèn)識:無質(zhì)量的波動穿過物質(zhì),給分子一個推力,但最終平衡任何向前或向上運動與相等或相反的向下運動。

這是一個簡單明了的模型,可以解釋大多數(shù)情況下聲音的行為,但這并不完全正確。哥倫比亞大學(xué)物理學(xué)研究生拉斐爾·克里切夫斯基(RafaelKrichevsky)說:聲子即一種能在非常小的尺度下描述聲音類似粒子的振動單位——具有非常輕微的負(fù)質(zhì)量,這意味著聲波向上傳播的速度非常緩慢。

博科園-科學(xué)科普:與哥倫比亞大學(xué)(ColumbiaUniversity)物理學(xué)研究生安吉洛·埃斯波西托(AngeloEsposito)和哥倫比亞大學(xué)(ColumbiaUniversity)物理學(xué)副教授阿爾貝托·尼科利斯(AlbertoNicolis)共同發(fā)表這篇論文的克里切夫斯基(Krichevsky)說:聲子不是大多數(shù)人通常想象的那種粒子,比如原子或分子。當(dāng)聲音在空氣中傳播時,它會震動周圍的分子,但這種震動很難用分子本身的運動來描述。相反,正如光波可以被描述為光子或光的粒子一樣,聲子是描述流體分子復(fù)雜相互作用產(chǎn)生聲波的一種方式,并沒有物理粒子出現(xiàn),但研究人員可以用粒子的數(shù)學(xué)來描述它。

聲音可能有負(fù)質(zhì)量

長期以來,科學(xué)家們一直認(rèn)為聲波是無質(zhì)量的,而環(huán)繞超音速噴氣機聲波圖像看起來確實是這樣。但新的研究表明事實并非如此。

研究人員發(fā)現(xiàn),這些涌現(xiàn)出來的聲子有很小的質(zhì)量,這意味著當(dāng)引力“拉”著它們時,它們會向相反的方向移動。在引力場中,聲子會向相反的方向緩慢加速,就像磚頭一樣。為了理解這是如何運行的,想象一下引力向下作用正常流體。流體粒子會壓縮下面的粒子,所以下面的密度會稍微大一些。

物理學(xué)家們已經(jīng)知道,聲音在密度較大的介質(zhì)中傳播速度通常比在密度較小介質(zhì)中的傳播速度要快,因此聲子上方的聲速要比密度略大的聲子下方聲速慢,這導(dǎo)致聲子“偏轉(zhuǎn)”向上。這一過程也發(fā)生在大規(guī)模聲波中,這包括了從你嘴里發(fā)出的所有聲音——雖然只是非常輕微的。在足夠長的距離內(nèi),你說“你好”的聲音會向上彎向天空。

研究人員在沒有經(jīng)過同行評議的新論文中寫道:這種影響太小,無法用現(xiàn)有技術(shù)來衡量。但在未來,利用超精確的時鐘來探測聲子路徑輕微曲率并不是不可能。(這位《新科學(xué)家》雜志(NewScientist)在其有關(guān)重金屬音樂的原始報告中提出,重金屬音樂將是這類實驗的有趣候選者。)研究人員寫道,這一發(fā)現(xiàn)確實會帶來一些后果。

在密集的中子星核中,聲波以接近光速的速度移動,反引力聲波應(yīng)該會對整個星體行為產(chǎn)生真正的影響。不過,就目前而言,這完全是理論上的——當(dāng)我們周圍的聲音都在上升時,這是值得深思的。

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