Il vento può viaggiare più veloce della velocità del suono?
Sì, il vento può viaggiare più veloce della velocità del suono.
Il vento è solo il movimento di massa d'aria attraverso lo spazio e in linea di principio non è diverso da un treno che sfreccia o da una cometa che sfreccia nello spazio. L'unica limitazione al movimento di massa degli oggetti con massa è il limite di velocità universale della velocità della luce nel vuoto.
La velocità del suono non è una velocità fondamentale come lo è la velocità della luce. La velocità del suono descrive solo la velocità con cui un'onda meccanica viaggia attraverso un materiale.
Materiali diversi hanno velocità del suono diverse.
La velocità del vento e la velocità del suono sono cose completamente diverse. La velocità del vento è la velocità di un pezzo d'aria che si muove rispetto a un osservatore esterno fermo. La velocità del vento dipende quindi dal frame.
D'altra parte, la velocità del suono è la velocità di un'onda vibrazionale all'interno di un materiale rispetto a quel materiale, e quindi non dipende dal frame. Se scegli il tuo quadro di riferimento giusto, puoi far viaggiare il vento quasi alla velocità della luce.
L'aria sulla Stazione Spaziale Internazionale viaggia circa 20 volte la velocità del suono rispetto alla terra, eppure gli astronauti nella stazione spaziale possono parlare bene e inviare suoni avanti e indietro attraverso quest'aria.
Detto questo, le grandi raffiche di vento sulla superficie terrestre in genere non viaggiano neanche lontanamente alla velocità del suono.
Quindi cosa accadrebbe se il vento viaggiasse più veloce della velocità del suono?
In isolamento, non molto.
Il vento che viaggia più veloce della velocità del suono in isolamento è ancora solo vento. Ma, se quel vento supersonico colpisce un oggetto fermo, creerà un boom sonico e colpirà con forza quell'oggetto.
Un jet che vola più veloce della velocità del suono attraverso l'aria stazionaria è identico al vento che soffia più veloce della velocità del suono oltre un jet stazionario. In entrambi i casi si crea lo stesso boom sonico.
In effetti, questa equivalenza è il principio di funzionamento delle gallerie del vento. Il vento che va più veloce della velocità del suono e colpisce alberi, case e rocce fermi creerebbe esplosioni sonore.
Nota che se ci fossero davvero venti forti, sostenuti, causati dalle condizioni meteorologiche che andavano più veloci della velocità del suono rispetto al suolo, avresti molto più di cui preoccuparti rispetto al suono dei boom sonici.
La velocità del suono nell'aria è di circa 750 miglia all'ora (340 m/s). Velocità del vento sostenute superiori a 60 miglia all'ora sono sufficienti per sradicare alberi.