Sesin Sınırları: Ses Hızı Aşıldığında Ne olur

İçerik Yazarı: Kazım Korkmaz

Editör: Elif Nur Öztürk

Tasarım: Sudenaz Şencan

Bir gün evinizin balkonunda huzur içinde çayınızı yudumlarken, gökyüzünden gelen bir patlama sesiyle irkilir ya da camların hafifçe titrediğine şahit olursanız, paniğe kapılmayın. Bu büyük ihtimalle tepeden geçen bir jetin oluşturduğu sonik patlamadır. Bu olay, bir cismin ses hızını (yaklaşık 343 m/s) aşmasıyla oluşur. 

Bir uçak ses hızının altında hareket ederken önündeki hava moleküllerini iter ve sıkıştırır. Uçağın hızı ses dalgalarının yayılma hızına eşit olduğunda, bu dalgalar birikerek uçağın önünde yoğun bir basınç bölgesi oluşturur. Biriken bu dalgalar uçağın ses hızını aşması durumunda aniden dışa doğru koni şeklinde yayılırlar. Bu koni şeklindeki basınç alanına Mach konisi, olaya ise sonik patlama denir. Bu bağlamda Mach 1 ses hızına eşittir. Eğer bir cisim ses hızının altında bir hıza sahip ise subsonik (Mach<1), ses hızının üstünde bir hıza sahip ise buna süpersonik (Mach>1) denmektedir.

Sonik patlama sadece bir anlık bir olay değildir. Uçak veya cisim süpersonik hızla hareketine devam ettiği sürece sürekli olarak bir sonik patlama oluşturur. Ayrıca cismin şekli, genişliği gibi özellikleri de sonik patlama sayısını etkileyebilmektedir. Örnek vermek gerekirse, uçaklarda bir sonik patlama meydana geliyorsa, uzay mekiklerinde çift veya daha fazla patlama meydana gelebilir. Eğer sonik patlamayı oluşturan cisim yeryüzüne yakın bir seviyede hareket ediyorsa, bu durum sonucunda camların kırılması veya daha ciddi zararların meydana gelmesi olasıdır.  Bu etkinin şiddeti; aracın boyutu, şekli, uçuş yüksekliği ve atmosferik koşullara bağlı olarak değişiklik gösterir.

Sonik patlamalar, yalnızca bilimsel bir merak konusu değil; mühendislik, savunma sanayi ve hatta uzay araştırmaları açısından da büyük önem taşır. Bu olgu üzerine yapılan çalışmalar, daha sessiz süpersonik uçakların geliştirilmesine ve atmosferdeki ses dalgalarının daha iyi anlaşılmasına katkı sağlamaktadır. Gelecekte, bu bilgilerin hem sivil havacılıkta hem de uzay taşımacılığında çevreye daha az zarar veren ve insan konforunu önceleyen teknolojilere yön vermesi beklenmektedir. Kısacası, sesin sınırlarını aşmak sadece bir patlamayla kalmaz; bilimin de sınırlarını zorlar.