Lyd har negativ masse, og rundt omkring i drev den op, op og væk - omend meget langsomt.
Det er konklusionen af et papir, der blev forelagt den 23. juli til preprint-tidsskriftet arXiv, og det ødelægger den konventionelle forståelse, som forskere længe har haft af lydbølger: som masseløse krusninger, der glider gennem stof, giver molekyler et skub, men i sidste ende balanserer enhver fremad eller opad bevægelse med en lige og modsat nedadgående bevægelse. Det er en ligetil model, der vil forklare lydens opførsel under de fleste omstændigheder, men det er ikke helt sandt, argumenterer det nye papir.
En fonon - en partikellignende vibrationsenhed, der kan beskrive lyd i meget små skalaer - har en meget svag negativ masse, og det betyder, at lydbølger rejser opad nogensinde så lidt, sagde Rafael Krichevsky, en kandidatstuderende i fysik ved Columbia University.
Phonons er ikke partikler af den slags, som folk typisk forestiller sig, som atomer eller molekyler, sagde Krichevsky, der udgav papiret sammen med Angelo Esposito, en kandidatstuderende i fysik ved Columbia University, og Alberto Nicolis, lektor i fysik ved Columbia.
Når lyd bevæger sig gennem luft, vibrerer den molekylerne omkring sig, men den vibration kan ikke let beskrives af molekylernes bevægelse, fortalte Krichevsky til Live Science i en e-mail.
I stedet for, som lysbølger kan beskrives som fotoner eller lyspartikler, er fononer en måde at beskrive lydbølger på, som kommer ud af de komplicerede interaktioner mellem væskemolekylerne, sagde Krichevsky. Ingen fysiske partikler dukker op, men forskere kan bruge matematik af partikler til at beskrive den.
Og det viser sig, forskerne viste, at disse nye fononer har en lille masse - hvilket betyder, at når tyngdekraften trækker mod dem, bevæger de sig i den modsatte retning.
"I et tyngdefelt fremskyndes fononer langsomt i den modsatte retning, som du ville forvente, sige, at en mursten vil falde," sagde Krichevsky.
For at forstå, hvordan dette kan fungere, kan du forestille dig en normal væske, hvor tyngdekraften virker nedad. Flydende partikler komprimerer partiklerne under det, så de er lidt tættere nede. Fysikere ved allerede, at lyd typisk bevæger sig hurtigere gennem tættere medier end gennem mindre tætte medier - så lydhastigheden over et fonon vil være langsommere end lydhastigheden gennem de lidt tættere partikler under den. Det får fononet til at "aflede" opad, sagde Krichevsky.
Denne proces sker også med store lydbølger, sagde Krichevsky. Det inkluderer enhver lyd, der kommer ud af munden - om end kun meget lidt. Over en lang nok afstand ville lyden af dig, der siger "hej" bøje sig opad i himlen.
Effekten er for lille til at måle med den eksisterende teknologi, skrev forskerne i den nye artikel, som ikke er peer-reviewed.
Men det er ikke umuligt, at der nede ad vejen kunne foretages en meget præcis måling ved hjælp af superpræcise ure, der kunne registrere den svage krumning af en fonons sti. (Den nye videnskabsmand foreslog, at heavy-metal-musik ville være en sjov kandidat til et sådant eksperiment i deres oprindelige rapport om emnet.)
Og der er reelle konsekvenser af denne opdagelse, skrev forskeren. I de tætte kerner af neutronstjerner, hvor lydbølger bevæger sig med næsten lysets hastighed, bør en anti-gravitationslydbølge have reelle effekter på hele stjernens opførsel.
For nu er det dog helt teoretisk - noget at overveje, når lyd falder opad rundt omkring os.
