Miten pierun ääni kuuluu äänen nopeudella lentäessä?

Jos ihminen lentäisi ilmassa äänen nopeudella (niin sanotulla Mach 1 -nopeudella) ja pieraisee, fysiikan lait synnyttäisivät erikoisen tilanteen. Ilmiö riippuu täysin siitä, tarkastellaanko tilannetta lentäjän itsensä vai maassa olevan havaitsijan näkökulmasta. Tässä on kaksi eri skenaariota siitä, mitä fysiikan näkökulmasta tapahtuisi:

1. Lentäjän oma kokemus (Lentäjän näkökulma)

Jos lentäjä matkustaa esimerkiksi yliäänikoneen sisällä, kaasut ja ympäröivä ilma liikkuvat koneen mukana samaa vauhtia. Tällöin pieru käyttäytyy täysin normaalisti, ja lentäjä kuulee sen aivan kuten sohvalla istuessaan.

Jos lentäjä taas lentäisi supersankarin tavoin vapaassa ilmassa äänen nopeudella, tilanne olisi toinen:

- Hän ei kuulisi ääntä: Koska lentäjä liikkuu täsmälleen samaa vauhtia kuin hänen tuottamansa ääni, ääniyhtälö "jää jälkeen". Ääniaallot eivät pystyisi ohittamaan lentäjää tai saavuttamaan hänen korviaan takaapäin, joten ääni jäisi häneltä kuulematta.
- Haju jäisi taakse: Purkautuva kaassumassa jäisi välittömästi jälkeen lentäjästä, joka kiitää eteenpäin 343 metriä sekunnissa. Lentäjä itse ei siis haistaisi mitään.

2. Maassa olevan havaitsijan kokemus (Äänivallin murtuminen)

Kun ihminen liikkuu äänen nopeudella, hänen tuottamansa ääniaallot pakkautuvat tiiviisti hänen eteensä ja sivuilleen, koska hän saavuttaa omat ääniaaltonsa.

- Äänivalli ja shokkiaalto: Pierun synnyttämä ääniaalto sulautuisi osaksi sitä suurta shokkiaaltoa, jonka lentäjän keho muodostaa ilmanvastusta vastaan.
- Yliäänipamaus (Sonic Boom): Kun lentäjä ohittaa maassa olevan tarkkailijan, tarkkailija ei kuule perinteistä pierunääntä, vaan kovan paukauksen tai jyrähdyksen. Pierun äänenergia purkautuisi maahan yhtenä pienenä osana tätä yliäänipamausta.