一个音速和光速一样快的世界会是怎样的?

人类无法在这样的世界中生存下来 , 以体验这些神奇的变化 。
新浪科技讯 北京时间11月30日消息 , 据国外媒体报道 , 乌云低垂至地平线上 , 空气粘稠而闷热;突然间 , 一道无声的闪电划破天空 。 整整4秒钟后 , 我们才听到一声轰隆的巨响 。
与光速每秒30万公里的惊人速度相比 , 音速简直微不足道 。 在空气中 , 声音的传播速度只有每秒0.3公里 。 这就是为什么你在听到雷声之前先看到闪电的原因 。 不过 , 如果音速变快一百万倍 , 也就是与光速一样的话 , 会发生什么呢?
显然 , 雷声会在你看到闪电的同一时刻到达你的耳朵 , 但那道闪电看起来也会很怪异 。 声波是由粒子组成的 , 每一个粒子的移动都轻微到足以与下一个粒子碰撞 , 这会在声波内部产生密度更高和更低的区域 。 我们可以想象一个弹簧玩具:当玩具移动时 , 线圈会不断地压缩然后散开 , 并重复这一过程 。 声波也与此类似 。 在低速时 , 密度的变化是难以察觉的 , 但在与光速相同的速度下 , 情况就不一样了 。
雷暴期间空气非常潮湿 , 声波会穿过并挤压空气 , 然后急剧膨胀 , 使气压显著下降 。 由于气压与温度相对应 , 因此打雷后气压的突然下降会导致潮湿的空气冻结 。 届时 , 你将透过冰晶形成的浓雾看到闪电 。
当声音以光速传播时 , 我们所听到的声音也会与原来截然不同 。 此时的音调会变得非常高 , 以至于无法被我们听见 , 甚至你的狗都听不见你说话 。
我们的声带是通过产生驻波来发声的 , 而驻波的行为就像健身房里的战绳:只有当我们把战绳摇得足够快时 , 它的波形才会开始上下摆动;随着绳子摇得越来越快 , 波的数量——即波的频率——也在增加 。 同样地 , 当我们喉头产生的声波速度增加时 , 它们的频率也会增加 。
【一个音速和光速一样快的世界会是怎样的?】对于声波 , 更高的频率意味着更高的音调 。 那么 , 我们的声音会变得多高呢?一个有趣的事实是 , 声音在纯氦中的传播速度是在空气中的3倍 , 因此吸入氦气会让我们的声音听起来就像米老鼠 。 我们可以想象一下把音速提高一百万倍时的情况 。
音速提高一百万倍也会对管弦乐队造成严重影响 。 管乐器的发声原理就像人类的声带 , 声音在双簧管或小号的空腔内来回移动 , 产生驻波 。 我们必须把管乐器设计得比现在长一百万倍 , 才能让它们与小提琴和大提琴合拍 , 不过 , 空气中音速的变化不会改变沿琴弦传播的声音 。
当然 , 最可惜的是 , 人类无法在这样的世界中生存下来 , 以体验这些神奇的变化 。 即使是柔和的笛声 , 也会将周围环境中的一切炸成碎片 。 光是通过电磁波传播的 , 而电磁波并非由物质粒子组成;但声波却是机械性的 , 由粒子相互碰撞而产生 。 一个以光速运动的分子将拥有“几乎无限的能量” , 它会击破遇到的每一个粒子 , 使电子逸出 , 并产生物质和反物质的“喷射” 。 反物质是在超高速碰撞中产生的粒子 , 其性质与物质粒子相反 , 这种景象将会非常惊人 。


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