最新研究得出一项令人细思极恐的结论:声音具有反重力特性!

7月23日提交给期刊《arXiv》的一篇论文宣布了一项令人吃惊的发现:声音的质量是负的!它打破了传统的理解。长期以来,人们这样看待声波:通过物质传递的一种无质量涟漪,推动分子做一种平衡运动,任何向前或向上运动均带有一个大小相等、方向相反的运动。这种简明的传统模型,可以解释大多数情况下声音的行为,但实际上,这种理解并不完全正确。哥伦比亚大学物理学研究生拉斐尔·克里切夫斯基(Rafael Krichevsky)说,“声子”是一种能在非常小的尺度下描述声音的类似粒子的振动单位,具有非常轻微的负质量,这意味着声波向上传播的速度非常缓慢。克里切夫斯基在与哥伦比亚大学物理学研究生安吉洛·埃斯波西托(Angelo Esposito)和物理学副教授阿尔贝托·尼科利斯(Alberto Nicolis)共同发表这篇论文的克里切夫斯基(Krichevsky)说,声子不是大多数人通常想象的那种粒子,比如原子或分子。克里切夫斯基在一封电子邮件中告诉媒体,当声音在空气中传播时,它会震动周围的分子,但这种震动很难用分子本身的运动来描述,相反,正如光波可以被描述为光子或光的粒子一样,声子是描述由流体分子相互作用产生的声波的一种方式。也就是说,尽管没有物理粒子出现,研究人员仍可以用“粒子的数学”来描述声音。于是,在这种思想的引导之下,研究人员发现:这些涌现出来的声子有很小的质量,这意味着当重力拉着它们时,它们会向相反的方向移动。克里切夫斯基说:“在引力场中,声子会向相反的方向缓慢加速,就像砖头下落一样。”

最新研究得出一项令人细思极恐的结论:声音具有反重力特性!

为了理解这其中的原理,我们可以想象一下普通重力向下作用的正常流体,因为流体粒子会压缩下面的粒子,所以下方的流体密度会稍微大一些。物理学家们已经知道,声音在密度较大的介质中的传播速度通常比在密度较小的介质中的传播速度要快,因此声子上方的声速要比密度略大的声子下方的声速慢。这导致声子“偏转”向上。克里切夫斯基称这一过程也发生在大规模声波中,包括从你嘴里发出的所有声音。虽然这个效应十分轻微,但只要距离足够长,你说出的“你好”的声音会向上弯曲“飘入”天空。

研究人员在这篇新论文中写道,从目前看,这种影响太小,无法用现有技术来衡量,但在未来,利用超精确的时钟来探测声子路径的轻微曲率并不是不可能的,有趣的是,重金属音乐将是这类实验的合适候选者。研究人员继续写道,这一发现确实会带来一些后果,例如,在密集的中子星核中,声波以接近光速的速度移动,反重力声波应该会对整个恒星的行为产生切实影响。现在,这项发现完全处在理论层面上,还有待实验的检验和完备的论证。

笔者觉得这项发现确实有着某种非同寻常的意义。我们想象一下,当我们周围的声音都在缓慢上升时,它们将在更发散的宇宙空间互相影响,这是否会对地球附近的太空环境产生作用呢?又是否会反作用于地表的声源呢?网上流传的宇航员在太空听见的异常声音,是否与此有关呢?总之,这项发现确实令人细思极恐。


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