ソニックブームとは？

ソニックブームとは、音速よりも速く空気中を移動する物体によって生じる、大きな爆発音のことです。物体が空気中を移動するとき、物体の前方および後方に圧力波が発生します。物体が音速に近づくと、これらの圧力波が合体して1つの衝撃波となり、空気中を伝播する。この衝撃波が地上の観測者に到達すると、大きな爆発音として体感される。

ソニックブームの音は、衝撃波が空気中を通過する際に発生する急激な圧力の上昇によって生み出されます。この圧力波によって空気が圧縮され、非常に高い周波数で振動する。この振動が、私たちが音として聞くことができるものです。

ソニックブームは、音速を超える速度で飛行するように設計された超音速航空機によって最もよく発生します。航空機が音速を超えると、一連の衝撃波が発生し、それが空気中を伝播してソニックブームとして聞こえます。ブームの強さは、航空機の速度、高度、大気の状態など、さまざまな要因に左右されます。

音速は高度や温度によって変化します。海抜が高く、標準的な温度と気圧の場合、音速は約1,225km/h（761マイル/h）です。高度が上がると、空気の密度が低くなり、音速は低下します。例えば、高度10,000メートル（32,800フィート）の場合、音速は時速約1,070キロメートル（665マイル）です。

音速は高度によって変化するため、超音速で飛行する航空機は、人口密集地上空でソニックブームが発生しないように注意しなければなりません。ソニックブームによる騒音は非常に大きく、建物などの構造物に損傷を与える可能性があります。また、突然の騒音は人や動物を驚かせ、公共の迷惑になることもあります。

ソニックブームの影響を軽減するために、多くの国で陸上での超音速飛行に関する規制が設けられています。例えば、米国では、連邦航空局（FAA）が、指定された試験区域を除き、陸上での超音速飛行を禁止することを定めています。また、NASAではソニックブームを低減・除去する新技術や航空機の設計に関する研究を行っています。

航空機以外にも、音速を超える速度で飛行する物体がソニックブームを発生させることがあります。例えば、スペースシャトルなどの宇宙船は、地球の大気圏に再突入する際にソニックブームを発生させることがあります。宇宙船が発生させる衝撃波は、大きな爆発音を発生させ、周囲何キロにもわたって聞こえることがあります。

ソニックブームは、隕石などが地球の大気圏に突入したときにも発生することがあります。隕石が大気圏に突入すると、前方の空気を圧縮して衝撃波を発生させ、ソニックブームとして聞くことができる。また、隕石と大気との摩擦によって発生する強い熱は、流星と呼ばれる明るい光の筋を作ることができます。

ソニックブームには潜在的な危険性や迷惑性があるにもかかわらず、科学的研究や芸術的インスピレーションの対象にもなっている。科学者は衝撃波の物理学や高速移動が人体に与える影響に関心を持ち、芸術家はソニックブームの音を音楽、映画、その他の創作活動に利用している。