Sunetul călătorește prin spațiu

• Mai 17, 2024

Bătăliile spațiale din filme sunt lucruri zgomotoase cu explozii și explozii care lovesc navele. Dar sunetul ar călători cu adevărat prin spațiu? Răspunsul simplu este nr. Cu toate acestea, există mai mult decât asta.

Ce este sunetul?
Sunetul este un fel de energie. Este produs atunci când ceva vibrează. Orice produce vibrația, cum ar fi vocea ta, este sursă a sunetului. Sunetul se îndepărtează de sursă prin aer sau prin alt material.

Moleculele de aer se învârtesc cu viteză mare, astfel încât, în general, sunt destul de uniform distribuite. Dar dacă te hotărăști să cânți la chitară? Șirurile vibrează. Pe măsură ce o sfoară se mișcă spre exterior, împinge moleculele de aer din apropiere. Aceasta creează o zonă în care moleculele sunt mai dense. Când șirul se mișcă înapoi, lasă o zonă cu mai puține particule în ea, deci este mai puțin densă.

Vibrația se răspândește spre exterior, deoarece zonele de densitate alternativă înaltă și joasă modifică densitatea moleculelor de lângă ele și așa mai departe. Modul în care densitatea se schimbă pe măsură ce unda sonoră circulă este prezentat aici. Densitățile diferite provoacă mici modificări ale presiunii aerului și urechile noastre sunt sensibile la ele. Creierele noastre le interpretează ca sunete.

Frecvența unui sunet ne spune cât de des ajung undele. Cu cât frecvența este mai mică, cu atât pitch-ul este mai mic. Cel mai mic sunet detectat de urechea umană este de douăzeci de unde pe secundă.

Bătălii spațiale - zgomotoase sau tăcute?
Deoarece sunetul are nevoie de particule pentru a transporta vibrația, nu poate călători printr-un vid. Această demonstrație arată ce se întâmplă cu inelul unui clopot într-un borcan atunci când aerul este pompat. Pe măsură ce aerul iese, sunetul devine mai slab. Ei nu pot scoate tot aerul, așa că puteți auzi un sunet slab, care devine mai tare când lasă aerul să intre.

Dacă ne uităm la o luptă spațială, nu am auzi o explozie atunci când o navă a fost lovită - decât dacă am fi fost în ea! În acest caz, sunetul ar putea trece prin coca și aerul din interior l-ar duce mai departe.

Astronauții
Întrucât Luna nu are atmosferă, astronauții de pe suprafață comunică prin radio. Undele radio sunt radiații electromagnetice precum lumina, deci nu au nevoie de particule pentru a le transporta. Dacă doi astronauți s-ar apropia unul de celălalt, s-ar putea să poată vorbi direct atingând căști pentru a transfera sunetul. Scufundatorii subacvatici din căști fac acest lucru.

Soare zgomotos
Vibrațiile sunt solide și Soarele vibrează tot timpul. Aceste vibrații sunt create prin convecție chiar sub suprafața Soarelui. Convecția este modul în care căldura călătorește într-un fluid (lichid sau gaz). Se ridică un material mai cald, mai puțin dens și un material mai rece, mai dens. Convecția este modul în care apa fierbe pe aragaz. Vedeți că bule mari se ridică și se sparg în timp ce lovesc suprafața, iar apa devine foarte agitată.

Ceva similar se întâmplă la Soare, dar nu putem auzi. Undele sonore nu călătoresc spre noi prin spațiu, iar frecvența este prea mică pentru urechile umane. Cu toate acestea, mișcările de intrare și de ieșire a vibrațiilor pot fi detectate de un instrument special din nava spațială SOHO (Solar and Heliospheric Observatory).

Spațiul este un vid?
Știm care este sunetul, așa că haideți să ne gândim acum la ce este un vid. Un vid perfect nu ar avea particule în el. Nu știm nimic din acestea. Chiar și cel mai bun vid de laborator de pe Pământ are câteva sute de particule pe centimetru cub. Poate suna ca multe, dar amintiți-vă că acestea sunt extrem particule mici. Fiecare centimetru cub al aerului pe care îl respiri conține aproximativ treizeci de particule de chintesență. (Asta este un 3 urmat de 19 zerouri!) Chiar și în spațiul dintre stele există în jur de cinci particule în fiecare centimetru cub și sunt mai multe în nebuloase.

Gaura neagră care cântă
Am văzut că undele acustice (sonore) ale Soarelui nu ajung foarte departe, dar vibrația în sine poate fi detectată vizual. Cu toate acestea, în 2003, o echipă de astronomi din Cambridge, Anglia a observat unde de presiune - în esență, unde sonore - care provin dintr-o gaură neagră din Cluster-ul Perseus al galaxiilor aflate la aproximativ 250 de milioane de ani lumină.

O gaură neagră nu sugă materia ca cineva care bea printr-un paie. Gazul și alte materiale îl orbitează într-un disc de acumulare și se spirale în gaura neagră. Din cauza gravitației sale puternice, există o încălzire puternică prin frecare, care eliberează energie sub formă de raze X. Echipa Cambridge a observat regiunea folosind Observatorul de raze X Chandra.

Energia din gaura neagră încălzește gazul din apropiere, ceea ce îl face mai puțin dens decât restul de gaz din cluster. Ocazional, o undă de particule energetice este eliberată în gaz, determinând echivalentul unei unde sonore. Aceste valuri apar ca umpleri enorme în gaz - 30.000 de ani-lumină. În această imagine NASA puteți vedea ondulările din gaz. Astronomii foloseau ondulările pentru a calcula frecvența valului. Gaura neagră cântă doar o notă: un B-flat cu 57 de octave mai mic decât mijlocul unui pian C. Frecvența sa este una la 10 milioane de ani, de neimaginat mult sub pragul nostru auditiv.

Poate suna călătorie prin spațiu?
Pe scurt, da. Există sunet în spațiu, sub formă de unde acustice cu mișcare lentă. Densitatea particulelor variază în spațiu, dar nu există un vid perfect. Este posibil să detectăm undele cu telescoape.

Dar nu, nu există niciun sunet dacă sunet înseamnă ceva ce am putea auzi sau detecta cu un microfon sensibil. Exploziile spațiale ar fi tăcute.

Referinţă:
Niels Marquardt, „Introducere în principiile fizicii vidului” //www.cientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Instrucțiuni Video,: Alien Isolation LP - Sunete in spatiu... - Ep 1 [in romana] (Mai 2024).