Por que a luz é mais rápida do que o som?

A luz é composta de fótons, que são coleções discretas de energia com propriedades de onda e partícula, enquanto o som viaja como uma onda através de um meio, o que o faz viajar mais lentamente. Enquanto a luz e o som têm algumas semelhanças devido à dualidade onda-partícula, seus atributos físicos diferem significativamente.

A maior parte da luz vem de partículas que liberam energia na forma de um fóton. Para fazer algo viajar mais rápido, é necessário adicionar energia proporcional ao seu peso. Como os fótons não têm massa alguma, sua velocidade não é limitada por essa lei natural. Como resultado, os fótons viajam na velocidade máxima possível: a velocidade da luz.

A luz não precisa de um meio para viajar, por isso é capaz de viajar pelo espaço sem obstruções. O som, por outro lado, precisa de um meio para se espalhar, então o som não se espalha no vácuo próximo do espaço. Quando o som viaja pelo ar, sua energia é transferida de partículas para outras partículas, e essa transferência de energia limita sua velocidade. Como o ar é composto principalmente de nitrogênio e oxigênio, o som deve empurrar essas partículas para se espalhar, limitando ainda mais sua velocidade máxima.

O som viaja mais rápido em substâncias densas; a velocidade do som é mais rápida na água do que no ar e ainda mais rápida nas substâncias sólidas. No entanto, o som se dissipa enquanto viaja, ao contrário da luz, que pode viajar de estrelas e galáxias distantes para a Terra se nada entrar em seu caminho.