В середине 90-х годов группа специалистов по акустике во главе с Мико Хиршбергом из Эйндховенского технологического университета (Нидерланды) опубликовали статью в Journal of the Acoustical Society of America, в которой предположили, что скорость распространения так называемых ударных волн, продуцируемых тромбоном, играющим fortissimo, может на короткое время превосходить скорость распространения звука, то есть преодолевать звуковой барьер.

Ударные волны возникают в случае, когда волновое возмущение среды (газа) происходит скачкообразно в замкнутом пространстве, например, когда поезд на высокой скорости въезжает в узкий тоннель.

Недавно это предсказание не только получило экспериментальное подтверждение в опытах профессора Хиршберга, поставленных совместно с Кадзуёси Такаяма и Киёнобу Отани из Института жидких сред при Университете Тохоку (Япония), но и было зафиксировано физиками на видео с помощью так называемого шлирен-метода, позволяющего фиксировать «невидимое» — получать детализированные изображения возмущений в прозрачной среде (по сути, шлирен-фотография фиксирует не «возмущаемый» объект, а тени, продуцируемые возмущением).

Ударные волны возникает в случае, когда тромбон играет fortissimo. В этот момент внутри инструмента, представляющего собой особым образом изогнутую трубу (тоннель), возникают пакеты компрессионных волн, движущихся с возрастающим ускорением. Физики, последовательно измеряя давление воздуха в мундштуке, середине инструмента и в раструбе, проследили, как серии компрессионных пакетов порождают ударную волну, распространяющуюся со скоростью на 1% превышающую скорость звука в воздухе.

Тромбоны, играющие fortissimo, были особенно любимы такими композиторами как Малер и Чайковский.

«Зная, что тромбоны могут играть очень, очень громко, они, конечно, ничего не знали об ударных волнах, от которых страдают другие оркестранты, сидящие перед этими инструментами», резюмирует профессор Такаяма.

На фото: фрагмент симфонической партитуры Густава Малера с партией тромбонов fortissimo.

Использованы материалы BBC.