我們常說聲音的速度是每秒340米，其實(shí)這是有條件的，其前提是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的15℃的氣溫中，聲音的速度傳播為每秒340米，不符合這兩個(gè)條件，聲音的速度就不會(huì)是這個(gè)數(shù)值。

聲音的速度常被簡稱為音速或聲速，在本質(zhì)上它是某種震動(dòng)在介質(zhì)中造成的微弱壓強(qiáng)擾動(dòng)的傳播速度，聲音可以在氣體、液體、固體物質(zhì)中傳播，但不可以在真空中傳播，而且其速度則會(huì)因媒質(zhì)的性質(zhì)、密度和溫度等狀態(tài)而異，通常是固體中的傳播速度比液體快，液體中的傳播速度比氣體快，而且是介質(zhì)密度愈大音速愈快。

在空氣中，空氣密度越大，氣溫越高，音速越快。如在0℃的海平面上（一個(gè)大氣壓）音速約為331.5米/秒。但在一萬米高空中（約為0.26個(gè)大氣壓），音速約為295米/秒，通常在一個(gè)大氣壓下，氣溫每升高1攝氏度，音速就增加0.607米/秒。

科學(xué)家們通過測量還發(fā)現(xiàn)，聲音在25℃純凈水中的速度為1497米/秒，25攝氏度的海水中的速度為1531米/秒，但是在冰中的傳播速度則達(dá)3230米/秒，在木頭中的速度因木材的軟硬度不同表現(xiàn)為500~2000米/秒，在金屬銅中的速度為3750米每秒，在鋼鐵中的速度為5200米/秒。

那么聲音在哪種介質(zhì)中的速度最快呢？最快的音速又能達(dá)到多快呢？一般認(rèn)為在越是致密的物質(zhì)中速度越快，比如在鉆石中的速度超過這鋼鐵中的速度，但之前并沒有音速最快有多快的統(tǒng)一的答案。但是在近日發(fā)表的《科學(xué)進(jìn)展》中的一篇相關(guān)研究論文中，來自英國倫敦的倫敦瑪麗皇后大學(xué)、劍橋大學(xué)，以及來自俄羅斯科學(xué)院高壓物理研究所的物理學(xué)家們確認(rèn)，聲音在金屬氫中傳播速度最快，但傳播極限速度不會(huì)超過每秒36公里。

這一數(shù)值答案是如何得出的呢？科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)聲音的傳播歸功于相鄰原子和電子的電磁相互作用，越是沒有空隙的連接，就越容易傳聲，因此分子原子之間更多和更緊密的的鏈接也意味著電磁作用更好的傳播，時(shí)間上的延遲也會(huì)更少，這就是密度更大的金屬要比空氣中聲速傳播更快的原因。

研究者們根據(jù)聲音傳播速度的基本常數(shù)重新構(gòu)建在不同介質(zhì)中的傳播公式。他們的第一步是將材料的體積模量與將其原子結(jié)合在一起的能量聯(lián)系起來，并且關(guān)注到了凝聚態(tài)物質(zhì)的特征結(jié)合能上，發(fā)現(xiàn)原子的質(zhì)量是可能的最低質(zhì)量——?dú)湓拥馁|(zhì)量時(shí)，聲音的速度便達(dá)到上限，而氫元素處于高溫高壓的金屬氫的狀態(tài)下時(shí)，傳播的速度最快。

為了驗(yàn)證推論結(jié)果，研究者們使用密度泛函理論計(jì)算出了聲音通過金屬氫的速度，可高達(dá)35000米/秒，這比任何其他材料都要快，但理論上仍低于在該介質(zhì)中聲音的速度上限，因?yàn)槔碚撚?jì)算認(rèn)為，其速度應(yīng)該在36000米/秒，相當(dāng)于我們常說的空氣中聲速每秒340米的105.8倍了。

氫元素在常態(tài)下表現(xiàn)為氣體狀態(tài)，但是在極高壓之下會(huì)變成金屬狀態(tài)，前年美國科學(xué)家曾經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中創(chuàng)造出金屬氫，這是人類首次將氫元素制備成金屬狀態(tài)，但據(jù)說這第2天觀察時(shí)發(fā)現(xiàn)金屬氫又不見了，因?yàn)槠鋲毫Πl(fā)生了變化，金屬氫又液化或升華到看不見的狀態(tài)了。不過科學(xué)家們認(rèn)為在像木星土星這樣的氣態(tài)巨行星的內(nèi)部，巨大的壓力可以將那里的氫元素變成金屬氫狀態(tài)。

參考資料：《科技日報(bào)》10月10日文章《聲音最快有多快？科學(xué)家得出聲音最大速度每秒36公里》