Seberapa Cepat Gelombang Suara Melaju di Luar Angkasa?

Banyak hal belum terungkap di semesta. Foto: Thinkstock

Ilmuwan telah lama mengetahui kecepatan maksimum bagi gelombang cahaya dapat bergerak. Namun, perhitungan kecepatan maksimum bagi gelombang suara ternyata lebih sulit untuk ditentukan oleh para ahli.

Meski sama-sama berbentuk gelombang, cahaya dan suara ternyata cukup berbeda. Cahaya merambat dalam bentuk radiasi elektromagnetik. Hal ini membuat cahaya dapat merambat pada lingkungan hampa dengan kecepatan 300 ribu kilometer per detik.

Sementara suara merambat dalam bentuk gelombang mekanik. Artinya, gelombang suara membutuhkan media yang dapat bergetar untuk dapat merambat. Perbedaan media tersebut tentu menghasilkan kecepatan yang berbeda.

Selama ini, ilmuwan hanya memahami kecepatan suara pada beberapa media yang umum seperti udara dan logam. Namun pada tahun ini, akhirnya ilmuwan berhasil menentukan kecepatan tercepat bagi suara untuk merambat.

Serangkaian riset dan kalkulasi yang panjang telah dilakukan ilmuwan untuk mendapatkan hasil ini. Kesimpulannya, suara dapat merambat dengan kecepatan maksimum hingga 36 kilometer per detik.

Secara teori, gelombang suara akan dapat bergerak lebih cepat pada media yang lebih padat. Sebagai contoh, kecepatan suara yang merambat melalui logam akan mengalahkan kecepatan suara yang merambat melalui udara.

Hal ini sebenarnya sangat penting pada berbagai cabang ilmu sains. Contohnya, “seismolog menggunakan gelombang suara yang terjadi akibat gempa bumi untuk memahami kejadian seismik dan sifat-sifat komponen Bumi,” ujar ilmuwan dari University of Cambridge, Chris Packard.

Pesawat tempur menembus kecepatan suara. Foto: Pixabay

Jika kecepatan suara berubah-ubah berdasarkan media perambatannya, lalu bagaimana ilmuwan menentukan kecepatan rambatan gelombang suara di luar angkasa? Apakah ilmuwan menghitung kecepatan suara untuk setiap media yang ada di seluruh alam semesta?

Tentu meneliti seluruh material yang ada di alam semesta bukan merupakan solusi yang mudah untuk dilakukan. Oleh karena itu, ilmuwan menggunakan cara lain.

Tim dari Queen Mary University of London, University of Cambridge, dan Institute for High Pressure Physics Russia menggunakan dua konstanta dasar untuk menentukan kecepatan suara.

Dua konstanta tersebut adalah kekuatan interaksi elektromagnetik dan rasio massa proton dengan elektron. Rasio massa tersebut diperoleh dengan membagi massa proton dengan massa elektron pada sebuah atom.

Menurut peneliti pada publikasinya, kedua konstanta tersebut, “mengatur reaksi nuklir seperti kehilangan proton dan sintesis nuklir pada bintang (yang) menghasilkan pembentukan zat biokimia penting, termasuk karbon.”

Ilustrasi satelit. Foto: PIRO4D via Pixabay

Melalui kombinasi keduanya, ilmuwan menemukan sebuah nilai atau konstanta baru yang “tidak terduga dan memiliki implikasi terhadap sifat zat terkondensasi (yaitu) kecepatan gelombang yang merambat pada zat padat dan cair, atau kecepatan suara.”

Konstanta baru ini kemudian menjadi dasar perhitungan kecepatan suara maksimum di luar angkasa. Tim ilmuwan kemudian mencoba membandingkan kalkulasinya dengan kecepatan suara pada benda-benda yang sudah diketahui. Hasilnya pun menunjukkan kesesuaian.

Saat ini, peneliti terus mencoba menyamakan hasil perhitungan berdasarkan konstanta baru ini dengan kalkulasi lain. Tim mencoba untuk membandingkannya dengan kecepatan suara merambat pada atom hidrogen padat dalam berbagai kondisi.

Jika hasilnya terus menunjukkan kecocokkan, konstanta baru ini akan sangat berguna bagi pengembangan sains dan riset lainnya.

“Kami percaya penemuan pada penelitian ini akan memiliki aplikasi pada bidang sains dengan membantu kami menemukan dan memahami batasan setiap sifat material seperti kekentalan dan konduktivitas termal,” ujar ilmuwan fisika dari Queen Mary University of London, Kostya Trachenko.

(EDR)