Сонолюминесценция может возникать, когда звуковая волна достаточной интенсивности вызывает быстрое сжатие газовой полости внутри жидкости. Эта полость может иметь форму ранее существовавшего пузырька или может образоваться в результате процесса, известного как кавитация.
Сонолюминесценцию в лаборатории можно сделать стабильной, чтобы отдельный пузырь периодически расширялся и сжимался снова и снова, испуская вспышку света каждый раз, когда он сжимается. Чтобы это произошло, в жидкости создается стоячая акустическая волна, и пузырь будет находиться в пучности давления стоячей волны. Частоты резонанса зависят от формы и размера контейнера, в котором содержится пузырь.

Эффект сонолюминесценции был впервые обнаружен в Кельнском университете в 1934 году в результате работы над гидролокатором. Герман Френцель и Х. Шультес поместили ультразвуковой преобразователь в резервуар с фотографической жидкостью для проявки. Они надеялись ускорить процесс проявления. Вместо этого они заметили крошечные точки на пленке после проявления и поняли, что пузырьки в жидкости излучают свет при включенном ультразвуке. В ранних экспериментах было слишком сложно проанализировать эффект из-за сложного окружения большого количества короткоживущих пузырьков. Это явление теперь называется многопузырчатой сонолюминесценцией (MBSL).
В 1960 году Питер Джарман из Имперского колледжа Лондона предложил наиболее надежную теорию явления сонолюминесценции. Он пришел к выводу, что сонолюминесценция в основном имеет тепловое происхождение и что, возможно, она может возникать в результате микроударов с разрушающимися полостями.
В 1990 году Гайтан и Крам сообщили об экспериментальном прогрессе, который обеспечил стабильную однопузырчатую сонолюминесценцию (SBSL).[6] В SBSL одиночный пузырь, захваченный акустической стоячей волной, излучает импульс света при каждом сжатии пузырька внутри стоячей волны. Этот метод позволил провести более систематическое изучение явления, поскольку он объединил сложные эффекты в один стабильный, предсказуемый пузырь.
Было обнаружено, что температура внутри пузырька была достаточно высокой, чтобы расплавить сталь, как видно из эксперимента, проведенного в 2012 году; температура внутри пузырька при его сжатии достигла целых 12 000 К! Или около того.

Один из аргументов против гипотезы «тепловой смерти Вселенной» основан на представлении о бесконечности Вселенной, так что законы термодинамики, базирующиеся на изучении объектов конечных размеров, ко Вселенной не применимы в принципе. М. Планк по этому поводу заметил: «Едва ли вообще есть смысл говорить об энергии или энтропии мира, ибо такие величины не поддаются точному определению»