Ich habe diese Frage gelesen:
Unter der Annahme, dass der schwerere Planet dieselbe Atmosphäre wie die Erde hat und wir die Atmosphäre als ideales Gas behandeln können, wäre die Schallgeschwindigkeit auf dem schwereren Planeten dieselbe wie die Schallgeschwindigkeit auf der Erde, wenn wir bei derselben Temperatur messen . Das bedeutet, dass die Geräusche auf dem schweren Planeten und auf der Erde gleich sein werden.
Nun, das ist nicht das, was ich frage, und keines der aktuellen Themen auf dieser Website spricht über die Schallgeschwindigkeit nach oben (Aufsteigen aus dem Gravitationsfeld) im Vergleich zur Schallgeschwindigkeit nach unten (tiefere Reise in das Gravitationsfeld).
Soweit ich weiß, wird alles, was Ruhemasse hat, von der Schwerkraft beeinflusst, sodass immer dann, wenn etwas Massives versucht, aus dem Gravitationsfeld zu steigen, es an Geschwindigkeit verliert. Einzige Ausnahme sind masselose Teilchen wie Photonen, sie können nur Energie verlieren.
Nun, Schall ist ein Phänomen, aber er basiert auf einem Medium (Luft hier auf der Erde), und dieses Medium besteht zufälligerweise aus massiven Teilchen, Atomen, die aus Elektronen und Quarks bestehen, beide massiv.
Wenn sich die Schallwelle nun nach außen ausbreitet und versucht, aus dem Gravitationsfeld herauszuklettern, sollte sie theoretisch an Geschwindigkeit verlieren. Der Klang selbst besteht jedoch nicht aus den massiven Teilchen des Mediums, sondern nur aus ihrer relativen Bewegung (Schwingen). Für mich ist es also nicht naiv einfach zu bestimmen, ob sich Schallwellen zum Beispiel hier auf der Erde nach oben verlangsamen würden (relativ zu wenn sie sich nach unten bewegen).
Frage:
Ich denke, eine Sache, die hier berücksichtigt werden sollte, ist, dass die Schallgeschwindigkeit als umgekehrte Quadratwurzel der Dichte variiert. Da ein gasförmiger Planet aufgrund des Drucks von oben im Allgemeinen umso dichter ist, je weiter man sich nach unten (näher zum Zentrum) bewegt, würde man naiverweise annehmen, dass die Schallgeschwindigkeit für eine abwärts wandernde Welle tatsächlich abnimmt und für aufwärts reisende zunimmt, wenn man a annimmt einheitliche chemische Zusammensetzung. Interessante Frage.
Mir ist unklar, wie sich der Massenelastizitätsmodul, der andere Faktor, der die Schallgeschwindigkeit beeinflusst, in dieser Atmosphäre ändern würde. Ich würde denken, dass, wenn das Gas immer mehr komprimiert wird, wenn wir näher zum Kern schauen, der Kompressionsmodul zunehmen würde, was bedeutet, dass ein angelegter Druck zu einer geringeren Volumenänderung näher am Planetenzentrum führen würde (denken Sie an den Entartungsdruck). Unter der Annahme, dass sowohl der Kompressionsmodul als auch die Dichte zunehmen, müsste man herausfinden, welcher dieser Effekte dominant ist. Diese Frage: Beziehung zwischen Elastizitätsmodul und Dichte? kann etwas Licht ins Dunkel bringen.
Auf jeden Fall glaube ich nicht, dass die Schwerkraft selbst einen direkten, merklichen Einfluss haben wird, da Schall selbst, wie Sie betonen, nur eine Druckwelle ist und sich die einzelnen Partikel nicht weit genug bewegen, um von a beeinflusst zu werden Gravitationsgradient.
Arpad Szendrei