Звукът пътува ли в Космоса

• Април 25, 2024

Космическите битки във филмите са шумни работи с експлозии и взривове, удрящи корабите. Но дали звучи наистина пътуване през космоса? Простият отговор е "не". И все пак има повече от това.

Какво е звук?
Звукът е вид енергия. Произвежда се, когато нещо вибрира. Това, което произвежда вибрацията, като вашия глас, е източник на звука. Звукът се отдалечава от източника чрез въздуха или друг материал.

Въздушните молекули свирят наоколо с висока скорост, така че като цяло те са сравнително равномерно разпределени. Но какво ще стане, ако решите да свирите на китара? Струните вибрират. Докато струната се придвижва навън, тя избутва близките молекули на въздуха заедно. Това създава област, където молекулите са по-плътни. Когато струната се премести назад, тя оставя област с по-малко частици в нея, така че е по-малко гъста.

Вибрацията се разпространява навън, защото зоните на редуване на висока и ниска плътност променят плътността на молекулите до тях и така нататък. Начинът, по който се променя плътността по време на пътуване на звуковата вълна, е показан тук. Различната плътност причинява малки промени в налягането на въздуха и ушите ни са чувствителни към тях. Мозъците ни ги интерпретират като звуци.

Честотата на звука ни показва колко често вълните пристигат. Колкото по-ниска е честотата, толкова по-ниска е терена. Най-ниският звук, който човешкото ухо засича, е двадесет вълни в секунда.

Космически битки - шумни или безшумни?
Тъй като звукът се нуждае от частици, за да носи вибрацията, той не може да пътува през вакуум. Тази демонстрация показва какво се случва с звъненето на камбана в буркан, когато въздухът се изпомпва. С излизането на въздуха звукът става по-слаб. Те не могат да изкарат целия въздух, така че можете да чуете слаб звук, който става по-силен, докато пускат въздуха обратно.

Ако наблюдавахме космическа битка, нямаше да чуем експлозия при удара на кораб - освен ако не бяхме в него! В този случай звукът може да дойде през корпуса и въздухът вътре да го пренесе по-нататък.

Астронавти
Тъй като Луната няма атмосфера, астронавтите на повърхността общуват по радиото. Радио вълните са електромагнитно излъчване като светлина, така че не се нуждаят от частици, за да ги носят. Ако двама астронавти бяха близо един до друг, те може би ще могат да говорят директно, като докоснат каски, за да пренесат звука. Подводни водолази в каски правят това.

Шумно слънце
Вибрацията е звукова и Слънцето вибрира през цялото време. Тези вибрации се създават чрез конвекция точно под повърхността на Слънцето. Конвекцията е начинът, по който топлината пътува в течност (течност или газ). По-горещи, по-малко плътни материали се издигат и по-хладни, по-плътни материали потъват. Конвекцията е как кипи вода на печката. Виждате как големи мехурчета се издигат и счупват, когато удрят повърхността, а водата става много развълнувана.

Нещо подобно се случва на Слънцето, но не можем да го чуем. Звуковите вълни не пътуват до нас през пространството, а честотата е твърде ниска за човешките уши. Въпреки това движенията на входящите и изходящите вибрации могат да бъдат открити със специален инструмент на космическия кораб SOHO (Solar and Heliosspheric Observatory).

Космосът вакуум ли е?
Знаем какво е звук, така че нека помислим сега какво е вакуум. Перфектен вакуум няма да има частици в него. Не знаем нито едно от тях. Дори най-добрият лабораторен вакуум на Земята има няколкостотин частици на кубичен сантиметър. Това може да звучи много, но не забравяйте, че това са извънредно малки частици. Всеки кубичен сантиметър въздух, който дишате, съдържа около тридесет частици квинтион. (Това е 3, последвано от 19 нули!) Дори в пространството между звездите има около пет частици във всеки кубичен сантиметър, а в мъглявините има повече.

Пеещата черна дупка
Видяхме, че акустичните (звукови) вълни на Слънцето не стигат много, но самата вибрация може да бъде открита визуално. Въпреки това през 2003 г. екип от астрономи от Кеймбридж, Англия наблюдава вълни под налягане - по същество звукови вълни - идващи от черна дупка в галактиките Персей на около 250 милиона светлинни години.

Черната дупка не изсмуква материята като някой, който пие през сламка. Газът и другият материал го орбитират в акредиращ диск и спирали в черната дупка. Поради силната си гравитация има силно триене, което отделя енергия като рентгенови лъчи. Екипът на Кеймбридж наблюдаваше региона, използвайки рентгеновата обсерватория Чандра.

Енергията от черната дупка загрява близкия газ, което го прави по-малко гъст от останалия газ в клъстера. Понякога в газа се отделя вълна от енергийни частици, причинявайки еквивалент на звукова вълна. Тези вълни се показват като огромни пулсации в газа - 30 000 светлинни години. Можете да видите пулсациите в газа в това изображение на НАСА. Астрономите използваха пулсациите, за да изчислят честотата на вълната. Черната дупка пее само една забележка: B-плосък, който е с 57 октави по-нисък от средната на пианото C. Честотата му е една на 10 милиона години, невъобразимо далеч под нашия праг на слуха.

Може ли звукът да пътува през космоса?
В обобщение, да. Има звук в пространството под формата на много бавни акустични вълни. Плътността на частиците варира в пространството, но няма перфектен вакуум. Може да открием вълните с телескопи.

Но не, няма звук, ако е от звук имаме предвид нещо, което бихме могли да чуем или открием с чувствителен микрофон. Космическите експлозии щяха да замълчат.

справка:
Найлс Маркард, „Въведение в принципите на вакуумната физика“ //www.cientistosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Инструкции Видео: ТОП 10 ЗВУЦИ, които НИКОГА не сте ЧУВАЛИ (Април 2024).