Există sunet în spațiu? Sunetul se propagă în spațiu?

Cosmosul nu este nimic omogen. Între diferitele obiecte există nori de gaz și praf. Ele sunt rămășițe după o explozie a supernovei și un loc pentru formarea de stele. În unele zone, acest gaz interstelar este suficient de dens pentru propagarea undelor sonore, dar acestea nu sunt sensibile la auzul uman.

Există sunet în spațiu?

Când un obiect se mișcă - fie că este vorba de o vibrație a unui șir de chitară sau de un foc de artificii explodant - acționează asupra moleculelor de aer din apropiere, ca și cum le-ar împinge. Aceste molecule se taie în vecinii lor, iar aceștia, la rândul lor, în următoarele. Mișcarea se răspândește prin aer ca un val. Când ajunge la ureche, persoana o percepe ca un sunet.

Când un val de sunet trece prin spațiul aerian, presiunea acestuia fluctuează în sus și în jos ca apa de mare într-o furtună. Timpul dintre aceste vibrații se numește frecvența sunetului și se măsoară în hertz (1 Hz - aceasta este o oscilație pe secundă). Distanța dintre vârfurile celei mai înalte presiuni se numește lungimea de undă.

Sunetul se poate propaga numai într-un mediu în care lungimea de undă nu este mai mare decât distanța medie dintre particule. Fizicienii numesc acest drum liber condițional - distanța medie pe care o moleculă o trece după o coliziune cu una și înainte de interacțiunea cu următoarea. Astfel, un mediu dens poate transmite sunete cu o lungime de undă scurtă și invers.

Sunetele cu unde lungi au frecvențe pe care urechea le percepe ca tonuri scăzute. Într-un gaz cu o traiectorie medie medie medie ce depășește 17 m (20 Hz), undele sonore vor fi prea joase, astfel încât oamenii le pot percepe. Se numesc infrasound. Dacă ar exista extratereștri cu urechi care să fi perceput note foarte mici, ar ști cu siguranță dacă sunetele au fost auzite în spațiul cosmic.

Cântarea găurii negre

La o distanță de aproximativ 220 de milioane de ani-lumină, în centrul unui grup de mii de galaxii, gaura neagra supermassiva cântă cea mai mică notă pe care universul a auzit-o vreodată. La 57 octave sub media "înainte", care este de aproximativ un milion de miliarde de ori mai adâncă decât sunetul frecvenței pe care o persoană o poate auzi.

Cel mai adânc sunet care poate fi prins de oameni are un ciclu de aproximativ o oscilație la fiecare 1/20 din secundă. Într-o gaură neagră din constelația Perseus, ciclul este aproximativ o oscilație la fiecare 10 milioane de ani.

A devenit cunoscut în 2003, când Telescopul Spatial «Chandra“ a găsit ceva în gazul de umplere cluster Perseu: inele concentrate de lumină și întuneric, ca undele într-un iaz. Astrofizicii spun că acestea sunt urme de unde de sunet incredibil de joasă frecvență. Cele mai strălucitoare sunt vârfurile valurilor, unde cea mai mare presiune este asupra gazului. Inelurile sunt mai întunecate - acestea sunt goluri, unde presiunea este mai mică.

Sunetul pe care îl puteți vedea

Un gaz fierbinte, magnetizat, se rotește în jurul unei găuri negre, similar cu apa care circulă în jurul canalului de scurgere. Mutarea, creează un câmp electromagnetic puternic. Destul de puternic pentru a accelera gazul de lângă marginea găurii negre, aproape de viteza luminii, transformându-l într-o explozie uriașă, denumită jet relativist. Acestea forțează gazul să se întoarcă pe lateral, iar acest impact provoacă sunete ciudate din spațiul cosmic.

Acestea sunt transportate prin clusterul Perseus timp de sute de mii de ani lumină de la sursă, dar sunetul poate călători numai atâta timp cât există suficient gaz pentru al transporta. Prin urmare, se oprește la marginea umplerii norului de gaze grup de galaxii Perseu. Aceasta înseamnă că este imposibil să auzi sunetul său pe Pământ. Puteți vedea numai efectul asupra norului de gaze. Se pare că dacă te uiți prin spațiul pe o cameră de sunet.

Planetă ciudată

Planeta noastră emite o groază profundă de fiecare dată când coșul său se mișcă. Apoi nu există nici o îndoială: dacă sunetele se propagă în spațiu. Un cutremur poate crea vibrații în atmosferă cu o frecvență de la una până la cinci Hz. Dacă este suficient de puternic, poate trimite unde infrasonice prin atmosferă în spațiu deschis.

Desigur, nu există limite clare, unde se termină atmosfera Pământului și începe spațiul. Aerul devine treptat mai subțire, până când în cele din urmă dispare cu totul. De la 80 la 550 de kilometri deasupra suprafeței Pământului, calea medie liberă a unei molecule este de aproximativ un kilometru. Aceasta înseamnă că aerul la această înălțime este de aproximativ 59 de ori mai subțire decât cel la care ar putea fi auzit sunetul. Poate purta numai valuri infrasonice lungi.

Atunci când, în martie 2011, un cutremur cu magnitudinea de 9,0 a lovit coasta de nord-est a Japoniei, seismografe din întreaga lume, a înregistrat val lui trece prin Pământ, iar vibrațiile cauzate oscilații de joasă frecvență în atmosferă. Aceste vibrații au călătorit până la locul unde se află nava Agenția Spațială Europeană (Gravity Field) și stația de satelit Ocean Circulation Explorer (GOCE) compară gravitatea Pământului într-o orbită joasă cu o marcă de 270 de kilometri deasupra suprafeței. Și satelitul a reușit să înregistreze aceste unde sonore.

GOCE are accelerometre foarte sensibile la bord care controlează transmisia ionică. Acest lucru ajută la menținerea satelitului pe o orbită stabilă. 11 martie În 2011, accelerometrele GOCE au detectat o deplasare verticală într-o atmosferă foarte subțire în jurul satelitului, precum și schimbări de valuri în presiunea aerului, în momentul propagării undelor sonore de la un cutremur. Motoarele satelitului au corectat deplasarea și au salvat datele, care s-au asemănat cu înregistrarea unui infrasundat al unui cutremur.

Această înregistrare a fost clasificată în datele de satelit până când un grup de oameni de știință condus de Rafael F. Garcia a publicat acest document.

Primul sunet din univers

Dacă a existat o oportunitate de a reveni la trecut, în primele 760 de ani de la Big Bang, s-ar putea afla dacă există un sunet în spațiu. În acest moment, universul era atât de dens încât undele sonore s-ar putea răspândi în mod liber.

Aproximativ în același timp, primele fotoni au început să călătorească în spațiu ca lumină. La urma urmei, totul se răcește în cele din urmă, astfel încât particulele subatomice se condensează în atomi. Înainte de a avut loc răcirea, universul este umplut cu particule incarcate - electroni si protoni - care absorb sau fotoni scatter, particulele care constituie lumina.

Astăzi, ajunge la Pământ ca o strălucire slabă a fundalului cu microunde, vizibilă doar de telescoapele radio foarte sensibile. Fizicienii numesc această radiație relicvă. Este cea mai veche lumină din univers. El răspunde la întrebarea dacă există sunet în spațiu. Relica radiațiilor conține o înregistrare a celei mai vechi muzicale a universului.

Luminile din Ajutor

Cum lumina vă ajută să aflați dacă există sunet în spațiu? Undele sonore trec prin aer (sau gazul interstelar) ca fluctuații de presiune. Atunci când contractele de gaze devin mai calde. La o scară cosmică, acest fenomen este atât de intens încât se formează stele. Și când gazul se extinde, se răcește. Undele sonore care călătoresc de-a lungul universul timpuriu a cauzat variații de presiune slabe în mediul gazos, care, la rândul său, a lăsat defecte de temperatură slabe reflectate în fundal cosmic de microunde.

Folosind schimbări de temperatură, fizica Universității din Washington, John Cramer a reușit să restaureze aceste sunete stranii din spațiu - muzica unui univers în expansiune. El a înmulțit frecvența cu 10²⁶ pentru ca urechile umane să o audă.

Deci, nimeni nu aude țipătul în spațiu, dar vor exista valuri sonore care se vor deplasa prin norii de gaz interstelar sau prin razele rare ale atmosferei exterioare a Pământului.