¿Quien descubrio la velocidad del sonido?

La idea de que el sonido tarda en llegar es antigua: cualquiera que ve caer un rayo lejano lo comprueba. Pero ponerle número exigió instrumentos que no existieron hasta el siglo XVII. Marin Mersenne, fraile mínimo y corresponsal de media Europa científica, publicó hacia 1636 un valor obtenido midiendo el retraso entre el fogonazo y el estampido de un arma a distancia conocida; Pierre Gassendi hizo lo propio y comprobó además que los sonidos graves y agudos llegaban a la vez, lo que descartaba una vieja creencia aristotélica. Los valores de ambos rondaban los 450 m/s, un tercio por encima de lo real, porque los péndulos y relojes de la época eran toscos y el viento no se corregía.

La Accademia del Cimento de Florencia, con Borelli y Viviani, repitió el experimento en la década de 1660 con mejor cronometría y obtuvo cifras cercanas a 350 m/s. El paso decisivo lo dio el reverendo William Derham, que entre 1704 y 1708 observó desde la torre de la iglesia de Upminster disparos de cañón a varios kilómetros, promedió muchas mediciones en distintas condiciones de viento y publicó en 1709 un valor que, convertido, equivale a unos 348 m/s: prácticamente el actual para el aire de un día templado. Derham fue también el primero en documentar de forma sistemática que la velocidad no dependía de la intensidad del sonido ni de la dirección, pero sí del viento.

Isaac Newton, en los Principia de 1687, dedujo por primera vez la velocidad del sonido a partir de las propiedades del aire y obtuvo unos 298 m/s, un 15 % por debajo de lo medido. El desajuste inquietó durante más de un siglo, hasta que Pierre-Simon Laplace, en 1816, señaló que las compresiones de la onda son tan rápidas que el aire no tiene tiempo de intercambiar calor: el proceso es adiabático, no isotermo, y hay que multiplicar el resultado de Newton por la raíz cuadrada de la relación entre calores específicos. Con esa corrección la fórmula coincidió con los experimentos, y es la que hoy usan los computadores de datos de aire de cualquier reactor.

Ernst Mach fotografió en la década de 1880 las ondas de choque de proyectiles supersónicos, y de él tomó nombre el cociente entre la velocidad de un cuerpo y la del sonido. Cuando en 1947 el Bell X-1 pilotado por Chuck Yeager superó Mach 1, la cifra que traspasaba llevaba tres siglos de mediciones detrás: de los fogonazos de Mersenne a las sondas de temperatura que hoy calculan la velocidad del sonido local varias veces por segundo.