Barrera del Sonido

Cualquier discusión de lo que sucede cuando un objeto rompe la barrera del sonido debe comenzar con la descripción física del sonido como una onda con una velocidad de propagación finita. Cualquiera que haya escuchado un eco (ondas de sonido que se reflejan en una superficie distante) o que esté lo suficientemente lejos de un evento para verlo primero y luego escucharlo, está familiarizado con la propagación relativamente lenta de las ondas de sonido. A nivel del mar y con condiciones atmosféricas estándar de 22 grados Celsius, las ondas de sonido viajan a 345 metros por segundo (770 millas por hora). A medida que la temperatura local disminuye, la velocidad del sonido también disminuye, por lo que para un avión que vuela a 35,000 pies y la temperatura ambiente es de 54 C, la velocidad local del sonido es de 295 metros por segundo (660 millas por hora).
Debido a que la velocidad de propagación de las ondas de sonido es finita, las fuentes de sonido que se mueven pueden comenzar a alcanzar a las ondas de sonido que emiten. A medida que la velocidad del objeto aumenta a la velocidad sónica (la velocidad local de las ondas de sonido), estas ondas de sonido comienzan a acumularse frente al objeto. Si el objeto tiene suficiente aceleración, puede atravesar esta barrera de ondas de sonido y adelantarse al sonido irradiado. El cambio en la presión a medida que el objeto sobrepasa toda la presión y las ondas de sonido que se encuentran frente a él se escucha en el suelo como una explosión o explosión sónica.
A velocidades supersónicas (aquellas mayores que la velocidad de sonido local), no se escucha ningún sonido cuando un objeto se acerca a un observador porque el objeto viaja más rápido que el sonido que produce. Solo después de que el objeto haya pasado, el observador podrá escuchar las ondas de sonido emitidas por el objeto. Estos períodos de tiempo a menudo se conocen como la zona de silencio y la zona de acción. Cuando el objeto ha pasado por encima del observador, las ondas de perturbación de presión (ondas Mach) irradian hacia el suelo, provocando un estampido sónico. La región en la que alguien puede escuchar el boom se llama alfombra de la pluma. La intensidad del auge es mayor directamente debajo de la trayectoria de vuelo y disminuye a cada lado de ella.