He leido esta pregunta:
Entonces, asumiendo que el planeta más pesado tiene la misma atmósfera que la Tierra, y que podemos tratar la atmósfera como un gas ideal, la velocidad del sonido en el planeta más pesado sería la misma que la velocidad del sonido en la Tierra si medimos a la misma temperatura. . Eso significa que los sonidos serán los mismos en el planeta pesado y en la Tierra.
Ahora, esto no es lo que estoy preguntando y ninguno de los temas actuales en este sitio habla sobre la velocidad del sonido hacia arriba (saliendo del campo gravitatorio) versus la velocidad del sonido hacia abajo (viajando hacia el campo gravitatorio más profundo).
Según tengo entendido, todo lo que tiene masa en reposo se ve afectado por la gravedad, de modo que cada vez que algo masivo intenta salir del campo gravitatorio, pierde velocidad. La única excepción son las partículas sin masa como los fotones, solo pueden perder energía.
Ahora bien, el sonido es un fenómeno, pero se basa en un medio (el aire aquí en la Tierra), y este medio pasa a estar constituido por partículas masivas, átomos, compuestos por electrones y quarks, ambos masivos.
Ahora, a medida que la onda de sonido viaja hacia afuera, tratando de salir del campo gravitatorio, teóricamente debería perder velocidad. Dicho esto, el sonido en sí mismo no está (hecho de) las partículas masivas del medio, sino solo su movimiento relativo (onda). Entonces, para mí, no es ingenuamente simple determinar si las ondas sonoras se ralentizarían hacia arriba (en relación con cuando se mueven hacia abajo) aquí en la Tierra, por ejemplo.
Pregunta:
Creo que una cosa a considerar aquí es que la velocidad del sonido varía como la raíz cuadrada inversa de la densidad. Dado que un planeta gaseoso es generalmente más denso cuanto más abajo (más cerca del centro) se va debido a la presión desde arriba, uno supondría ingenuamente que la velocidad del sonido en realidad disminuye para una onda que viaja hacia abajo y aumenta para los viajeros hacia arriba, asumiendo un composición química uniforme. Interesante pregunta.
No me queda claro cómo variaría en esta atmósfera el módulo de elasticidad a granel, el otro factor que afecta la velocidad del sonido. Creo que a medida que el gas se comprime cada vez más a medida que miramos más cerca del núcleo, el módulo de volumen aumentaría, lo que significa que una presión aplicada daría como resultado un cambio menor en el volumen más cerca del centro del planeta (piense en la presión de degeneración). Suponiendo que el módulo de volumen aumenta al igual que la densidad, habría que averiguar cuál de estos efectos es el dominante. Esta pregunta: ¿Relación entre el módulo de Young y la densidad? puede arrojar algo de luz al respecto.
En cualquier caso, no creo que la fuerza de la gravedad en sí misma tenga ningún efecto directo y perceptible porque, como usted señala, el sonido en sí mismo es solo una onda de presión, y las partículas individuales no se mueven lo suficiente como para verse afectadas por un gradiente gravitatorio.
Árpád Szendrei