¿Por qué las ondas de sonido viajan más rápido en el agua que en el aire?

Básicamente sí, tiene que ver con la densidad pero no es tan simple como "más denso = más rápido". Lo que pasa es que el sonido viaja transmitiendo vibraciones de molécula a molécula, y en el agua las moléculas están mucho más cerca unas de otras que en el aire. Cuando las moléculas están apretadas, pueden transferirse la energía entre ellas mucho más fácilmente y rápido. En el aire están muy separadas, entonces la onda se propaga más lentamente porque tiene que "saltar" distancias mayores entre moléculas.

Además de la densidad, la elasticidad del material es crucial. El agua es menos compresible que el aire (o sea, es más "rígida" en cierto sentido), y eso significa que cuando una molécula se mueve, transmite ese movimiento muy eficientemente a sus vecinas. Es como la diferencia entre empujar a alguien parado en una multitud apretada versus en una fila con mucho espacio entre personas. En la multitud, el movimiento se propaga más rápido porque todos están en contacto.

Yo lo aprendí de verdad cuando estaba acampando hace años y me metí a un río con mis colegas para refresco. Nos dimos cuenta de que podíamos escucharnos perfectamente bajo el agua (con la cabeza sumergida) pero el sonido se oía raro y distorsionado. Eso es porque el sonido viaja a unos 1,480 metros por segundo en agua dulce versus solo 340 metros por segundo en aire a temperatura normal. La velocidad es casi 4 veces mayor. Si tu profesor no lo explicó así, probablemente se concentró en la parte de las moléculas y la densidad, que es correcta pero incompleta sin hablar de la elasticidad del material.