人类5公里最快纪录（科学家测出声速上限）

当我们提及声速，通常是指声音在空气中传播的速度约每秒343米，不过声音在其他介质可以传播得更快。最近英国剑桥大学、伦敦玛丽王后大学与俄罗斯科学院高压物理研究所团队确定了声速最快可达每秒36公里，比在空中传播的速度快100倍、也比之前测得的最高速度每秒12公里快3倍。

是哪种介质能让声音以如此高的速度传播？研究人员根据“精细结构常数”与“质子电子质量比”得出结论：于高压环境中被压缩成容易导电的固态氢。哪里有这种元素？气态巨行星木星核心深处。

声波可通过不同介质（例如空气或水）传播且速度不同，比如在固体中传播速度比在液体或气体中还要快，这就是为什么你把耳朵贴在铁轨上，可以更快听到远方火车行驶的声响。

而爱因斯坦的狭义相对论为波的速度设下了极限，也就是光速，在真空中最快每秒可跑299,792,458米，但到目前为止，科学家不确定声音在固体或液体中传播是否也有速度上限，直到最近一篇发布在《科学进展》杂志上的研究表明，声速上限取决于2个无因次的基本常数：精细结构常数（Fine structure constant）、质子电子质量比（proton-to-electron mass ratio）。

这2个常数对天文学家来说一点都不陌生，描述宇宙少不了它们，比如核反应、质子衰变、恒星中的核融合等都与这2个常数值有关；此外，这2个数的平衡也代表了“适居带”，在该区域中，行星可以形成维持生命的分子结构。而新研究进一步表明，这2个基本常数还可以设下特定材料属性（比如声速）的限制，从而影响其他科学领域如：材料科学、凝态物理学等。

研究人员首先提出理论预测，认为声速应随原子质量减少而降低，因此声音在固体原子氢中传播最快，然而氢仅在100万大气压力以上才会以固态原子呈现，与木星等气态巨行星核心的压力相当，因此团队进行了最先进的量子力学运算，发现固态原子氢中的声速接近理论极限。

科学家相信这项研究结果可以帮助了解与高温超导相关的各种特性（比如导热率）极限，从而进一步应用在夸克胶子电浆、甚至黑洞物理学中。

（首图来源：pixabay）