低垂的云层挂在地平线上。空气中似乎有电流在咝咝作响。突然，一道无声的闪电在天空裂开。整整4秒钟后，耳边才响起隆隆的雷声。

我们知道，光在空气中以每秒30万千米的速度传播，而空气中声波的传播速度只有每秒0.3千米。这就是为什么我们总是先看到闪电后听到雷声的原因。如果声速快100万倍——与光速相当时，会发生什么呢?

当然，雷声会在闪电到达你眼睛的那一刻准时到达你耳朵。但除此之外呢?

假如声速=光速

光是一种电磁波，传播的是电磁场自身的振动，所以即使在空无一物的真空，也能传播。声波则不然，声波传播的是实物粒子的振动。具体到空气，就是空气分子的振动。声波传来之时，前面的空气分子受到挤压，密度变高，产生一个临时的高压区;当压力过后，这个高压区膨胀开来，挤压后面的空气，产生新的高压区，自身却因膨胀压强降低，密度变小。如此循环，就产生了疏密相间的纵波，此即声波。在声波传播慢的时候，这种密度的变化是难以察觉的。但在声速接近光速的时候，则是另一回事了。

当声速很快，声波所过之处，局部空气的挤压和膨胀也会非常快速。空气受到快速挤压，温度会升得非常高，而在快速膨胀时，温度又会骤降。考虑到雷雨前，空气的湿度会很大，当温度骤降，里面的水蒸气就会凝结成冰晶。这意味着，你将透过浓密的冰晶雾气看到闪电的出现。这是不是怪阴森的?

声波通过原子之间的相互作用而传播，这限制了它的传播速度。

超快的声速还将完全改变我们习惯的声音。当我们说话的时候，我们的声带振动产生许多不同频率的声波。它们进入喉头，喉头对于我们起到一个声箱的作用。在那里，相同频率的声波相互叠加，产生振幅更大(相长)或振幅更小的(相消)的声波。于是，有些频率的声音从喉头出来，变得比原先更响，而有的则变得更轻。

如果声音在空气中传播得更快，就会改变声波的叠加方式，某些频率的声波本来叠加后变得更响，现在则可能变得更轻了，反之亦然。在声学中，频率对应音调，所以你将听到某些声音音调非常怪异。

事实上，一旦声速接近光速，事情比上面的描述还要糟糕得多。我们说过，声波传播的是实物粒子的振动。如果声速接近光速，那意味着实物粒子也要以接近光速振动。根据爱因斯坦的质能方程，一个接近光速运动的粒子所拥有的能量几乎是惊人的。它将轰毁它遇到的任何一个粒子，在碰撞中甚至产生正反物质。正反物质相互湮灭，又会产生高能光子，如此等等。在那样的世界里，即使是笛子轻轻一吹，也会把附近的东西炸成碎片。唉，人类是无法在那样的世界生存下来的。

声速在理论上的极限

如此看来，声速还是不要太快为好。那么，除了不可能超过光速，声速还有自身的极限吗?如果有，最快能达到多少?

我们都知道这样一个事实：声音在固体、液体和气体中传播的速度是不同的。例如，空气中的声速大约是340米/秒，水中的声速大约是1400米/秒，钢中的声速大约是5800米/秒。

由于声波是通过使相邻的粒子相互作用而传播的，因此它的传播速度往往取决于材料的密度、硬度等多种性质。密度或硬度大，意味着相邻原子之间距离小或作用力强，前面原子的振动可以更快地带动后面原子的振动，声波就可以传得更快。因此，在目前已知的所有材料中，钻石中的声速是最快的，因为钻石是最硬的材料。

由于现实中，材料的密度和硬度都有一定的极限，所以声速应该会有自身的极限。但极限声速到底是多少，直到最近才由一位英国物理学家计算出来，答案是大约每秒36千米——相当于光速极限的八千分之一，同时也是钻石中声速的两倍。

但这个极限声速只有在金属氢中才能实现。金属氢是理论上预言的一种比钻石更硬的材料。这种材料可能存在于像木星这样的气态巨行星的核心，因为制造金属氢，需要对气体氢施加一百万个以上的标准大气压。这个条件目前只有在巨行星的核心才具备。