Има ли звук в космоса? Звукът се разпространява в космоса?

Космос не е хомогенен нищо. Между различните предмети има облаци газ и прах. Те са останки след експлозия на свръхнова и място за формиране на звезди. В някои области този междузвезден газ е достатъчно гъст, за да разпространява звукови вълни, но те не са податливи на човешкото слушане.

Има ли звук в космоса?

Когато даден обект се движи - независимо дали е вибрация на китарна струна или експлодираща фойерверки - той действа върху молекулите на въздуха в близост, сякаш ги бута. Тези молекули се прорязват в съседите си, а тези, от своя страна, в следното. Движението се разпространява във въздуха като вълна. Когато стигне до ухото, човек го възприема като звук.

Когато звуковата вълна преминава през въздушното пространство, налягането й се колебае нагоре и надолу като морска вода в буря. Времето между тези вибрации се нарича честота на звука и се измерва в херц (1 Hz - това е едно трептене в секунда). Разстоянието между пиковете с най-високо налягане се нарича дължина на вълната.

Звукът може да се разпространява само в среда, в която дължината на вълната не е по-голяма от средното разстояние между частиците. Физиците наричат ​​този "условно свободен път" - средното разстояние, което молекулата преминава след сблъсък с един и преди взаимодействието със следващото. По този начин гъстата среда може да предава звуци с къса дължина на вълната и обратно.

Звуците с дълги вълни имат честоти, които ушите възприемат като ниски тонове. В газ със средна средна свободна дължина над 17 м (20 Hz), звуковите вълни ще бъдат твърде ниски, за да могат хората да ги възприемат. Те се наричат ​​инфразвук. Ако имаше извънземни с уши, които възприемали много ниски ноти, те щяха да знаят със сигурност дали в космоса са чути звуци.

Песента на черната дупка

На разстояние около 220 милиона светлинни години, в центъра на купчина хиляди галактики, супермасивна черна дупка пее най-ниската нота, която Вселената някога е чувала. На 57 октави под средната "преди", която е около милион милиарда пъти по-дълбока от звука на честотата, която човек може да чуе.

Най-дълбокият звук, който може да бъде уловен от хората, има цикъл от около един трептене на всеки 1/20 от секундата. В черна дупка в съзвездието "Персей" цикълът е около едно трептене на всеки 10 милиона години.

Това стана известно през 2003 г., когато космическият телескоп "Chandra" на НАСА откри нещо в газа, който запълва клъстера на Персей: концентрирани пръстени от светлина и тъмнина, подобни на вълни в езерото. Астрофизиците казват, че това са следи от невероятно нискочестотни звукови вълни. По-светлите са върховете на вълните, където най-голям натиск има върху газа. Пръстените са по-тъмни - това са кухини, където налягането е по-ниско.

Звукът, който можете да видите

Горещият, магнетизиран газ се върти около черна дупка, подобно на водата, която циркулира около изтичането. Придвижвайки се, той създава мощно електромагнитно поле. Достатъчно силен, за да ускори газта до ръба на черната дупка до скоростта на светлината, превръщайки го в огромни изблици, наричани релативистични джетове. Те принуждават газта да се завърти настрани и това удара предизвиква зловещи звуци от външното пространство.

Те се транспортират през клъстера на Персей за стотици хиляди светлинни години от източника си, но звукът може да пътува само докато има достатъчно газ за транспортирането му. Следователно, той спира в края на пълненето на газовия облак клъстер от галактики Персей. Това означава, че е невъзможно да чуете звука му на Земята. Можете да видите само ефекта върху газовия облак. Изглежда, ако погледнете пространството на звукоизолирана камера.

Странна планета

Нашата планета издава дълбок стон всеки път, когато кората й се движи. Тогава няма съмнение: дали звуците се разпространяват в космоса. Земетресението може да създаде вибрации в атмосферата с честота от един до пет Hz. Ако е достатъчно силна, тя може да изпрати инфрачервени вълни през атмосферата в открито пространство.

Разбира се, няма ясна граница, където земната атмосфера завършва и пространството започва. Въздухът постепенно става по-тънък, докато в крайна сметка напълно изчезва. От 80 до 550 километра над земната повърхност, средният свободен път на молекулата е около километър. Това означава, че въздухът на тази височина е около 59 пъти по-тънък от този, при който би било възможно да чуете звука. Тя може да носи само дълги инфрачервени вълни.

Когато през март 2011 г. земетресение с магнитуд 9.0 разтърси североизточното крайбрежие на Япония, сеизмографите по света регистрираха как вълните му преминават през Земята и вибрациите предизвикват нискочестотни колебания в атмосферата. Тези вибрации са пътували по целия път до мястото, където е бил корабът Европейската космическа агенция (Gravity Field) и стационарният спътник Ocean Circulation Explorer (GOCE) сравнява гравитацията на Земята в ниска орбита със знак 270 километра над повърхността. Сателитът успя да записва тези звукови вълни.

GOCE има много чувствителни акселерометри на борда, които контролират йонното задвижване. Това спомага за поддържането на сателита в стабилна орбита. 11 март През 2011 г. акселерометрите на GOCE откриха вертикално преместване в много тънка атмосфера около сателита, както и вълнообразни промени в налягането на въздуха по време на разпространение на звукови вълни от земетресение. Двигателите на спътника коригираха изместването и запазиха данните, които станаха близки до записването на инфразвук на земетресение.

Този запис беше класифициран в сателитните данни, докато група учени, начело с Рафаел Ф. Гарсия, публикува този документ.

Първият звук във Вселената

Ако имаше възможност да се върнем в миналото, за първите 760 000 години след Големия взрив, може да се разбере дали има звук в космоса. По това време вселената беше толкова гъста, че звуковите вълни можеха да се разпространят свободно.

Около същото време първите фотони започнаха да пътуват в космоса като светлина. В крайна сметка всичко накрая се охлажда, така че субатомните частици се кондензират в атоми. Преди да настъпи охлаждането, вселената беше изпълнена с заредени частици - протони и електрони - които абсорбираха или разпръснати фотони, частиците, които съставят светлината.

Днес достига Земята като слаба светлина на микровълновия фон, която се вижда само от много чувствителни радиотелескопи. Физиците наричат ​​това религиозно излъчване. Това е най-старата светлина във Вселената. Той отговаря на въпроса дали има звук в космоса. Реликтната радиация съдържа запис на най-старата музика на Вселената.

Светлина в помощ

Как светлината ви помага да разберете дали има звук в космоса? Звукови вълни преминават през въздуха (или междузвездния газ) като колебания на налягането. Когато газът се свие, то става по-горещо. В космически мащаб това явление е толкова силно, че се формират звезди. И когато газът се разширява, той се охлажда. Звукови вълни, размножаващи се през ранната вселена, причиняват слаби колебания в налягането в газовата среда, което на свой ред оставя леки температурни неуспехи, отразени в космическия микровълнов фон.

Използвайки температурни промени, физиката на Университета във Вашингтон Джон Креймър успя да възстанови тези зловещи звуци от космоса - музиката на една разширяваща се вселена. Той умножи честотата с 10²⁶ така че човешките уши да го чуят.

Така че никой наистина не чува писъка в пространството, но ще има звукови вълни, които се движат през облаците междузвезден газ или в рядкото лъчение на външната атмосфера на Земята.