Наистина ли няма звук в космоса
Отговорът, както постоянно, е доста по-задълбочен от просто „ да “ или „ не “.
Но първо дано обсъдим какво съставлява звукът и по какъв начин се популяризира. Звукът е осцилация, която се популяризира в съответна среда като вълна. Той не може да съществува в съвършен вакуум – в действителност празна празнина, в която няма нищо, в това число частици – тъй като няма през какво да минава. По-голямата част от космоса несъмнено е вакуум… само че не е идеален. Слънцето, да вземем за пример, непрекъснато отделя частици – поток, прочут като безоблачен вятър, с извънредно ниска компактност. Макар че има прилив и отлив според от интензивността на звездата, учените пресмятат сред 3 и 10 частици на пространствен сантиметър в орбитата на Земята. Дори на върха на Еверест плътността на частиците би била милиарди трилиони.
Макар че плътността е в действителност ниска в междупланетното пространство, талази въпреки всичко се популяризират на всички места. Космическите задачи „ Вояджър “ към този момент са напуснали Слънчевата система, само че десетилетното им пътешестване сред планетите им разреши да измерят вълните, които се движат през плазмата, освобождавана от Слънцето като безоблачен вятър.
Първоначално при освобождението си този вятър е извънредно парещ и се движи с висока скорост. След това той се охлажда и придобива по-ниска компактност. Както споменахме, звуковите талази са просто талази, които се движат през някаква среда – и междупланетната плазма може да бъде такава среда. На орбитата на Земята, която се намира на 150 милиона километра от Слънцето, скоростта на звука е към 50 километра в секунда.
Агрегатните положения и преходите сред тях
Плазмата е мястото, където общоприетите ни познания за звуковите талази съвсем се разпадат. Може би сте учили в учебно заведение, че звукът се популяризира по-бързо в течност, в сравнение с в газ, и изобщо по-бързо в твърди тела, в сравнение с в течности. Класически образец е сравнението сред скоростта във въздуха – към 340 метра в секунда, във водата – 1480 метра в секунда, и в желязото – 5120 метра в секунда. Но спрямо плазмата тези скорости са оскъдни.
Причината за разликата е, че можете да интерпретирате звуковите талази като разстройства в налягането, които се движат в среда. Без да навлизаме в елементи, скоростта на звука ще зависи от налягането (както и от температурата) и ще бъде назад пропорционална на плътността. Така че имаме нещо, което е огромно (горещо), разграничено на нещо, което е малко (плътност), което, разбирате, прави скоростта на звука в плазмата доста по-голямо число.
Но макар че скоростта на звука в плазмата е огромна, слънчевият вятър се движи по-бързо от нея. Частиците в слънчевия вятър се движат с разнообразни скорости – от към 200 до 750 км в секунда. Така че вятърът по своята същина е свръхзвуков – което в последна сметка основава някои занимателни резултати в цялата Слънчева система. Нещо много любопитно е, че плазмените талази, които идват на Земята от Слънцето, имат периодичност в звуковия набор, която варира от към 20 херца до 20 килохерца – тъкмо звуковият набор, които хората можем да възприемем.
Означава ли това, че бихме могли да чуем звука на тези талази? Ами не тъкмо. „ Има прекомерно малко плазма, с цел да можем да чуем звука непосредствено “, споделя доктор Найджъл Мередит, академик, които се занимава с проучване на галактическото време в Британската антарктическа работа. „ Но тези талази имат резултат върху Земята, който ни разрешава да ги чуем. “
„ Това събитие е забавно въпреки всичко, тъй като когато слизат на Земята, те се насочват от земното магнитно поле в йоносферата високо горе и се трансформират в радиовълни “, продължава доктор Мередит. „ Така че имаме това превръщане от плазма в радиовълни, които по-късно трансформираме назад в тон. “ Честотите на тези талази не се трансформират, трансформира се единствено средата, в която те се движат.
Плазмените талази се срещат на всички места във Вселената, където има плазма. И като се има поради, че тя е най-разпространеното положение на материята в космоса, това значи, че те са на всички места. Скоростта на звука в другите елементи на газа в пространството сред звездите, и плазмените турбуленции в този газ, имат голямо значение за раждането на тези звезди.
Те се раждат от огромни облаци молекули. С течение на времето газът в тези облаци се охлажда, надлежно регионите, в които е по-хладен, са по-плътни и когато преминат избрана компактност, те се унищожават под действието на личната си гравитация – точно което ги трансформира в звезда. Скоростта на този развой в огромните молекулярни облаци е много неефективна: единствено 1% от газа се трансформира в звезди и астрономите считат, че това се дължи на турбулентността – безредните промени в наляганията и скоростите на съответната среда. Като мерят тези придвижвания и скоростта на звука в плазмата, учените могат да преценяват какъв брой нови звезди се раждат.
Но звуците не стопират да звучат и след раждането на звездите. Вътрешността им е цялостна с талази, които се движат със звукова скорост, тъкмо както земетресенията се популяризират на Земята. В региона на астеросеизмологията тези вибрации се употребяват за проучване на вътрешността на звездите. Една цигулка звучи като цигулка поради формата си и по тази причина звездите също могат да се характеризират по неповторимите им звуци. Астрономите могат да измерят тези звуци, като следят дребни промени в яркостта на звездата: резонансните вибрации провокират дребни, само че явни промени в количеството светлина, което получаваме от звезда.
Това е извънредно потребно, защото възрастта и масата са от голяма важност както за обособената звезда, по този начин и за разглеждането на свойствата на звездите като група. Астеросеизмологията е инструмент, който безусловно може да стигне още по-надълбоко: другите трептения могат да доближат до пластове на друга дълбочина. Разбира се, сходни техники могат да бъдат приложени и към Слънцето.
Ако тези трептения на Слънцето не ви наподобяват задоволително на тон, не се тормозете. Има нещо, което може да издава същински музикални ноти: свръхмасивните черни дупки. Както в клъстера Дева, по този начин и в клъстера Персей има централна вселена с дейна свръхмасивна черна дупка, която генерира мехури от плазма, движещи се със скорост, близка до тази на светлината. Тези пулсации са концентрични и са ситуирани на разстояние милиони години. В случая с клъстера Персей нотата е ла мажор. За страдание пулсациите се появяват на всеки 9,6 милиона години, което прави тази нота най-дълбоката във Вселената, 57 октави под междинното до и надалеч под равнището, което хората могат да чуят.
Не можем да споменем черните дупки, без да споменем сливанията и излъчването на гравитационни талази. Те също са трептения (на самото пространство-време, а не на средата), които физиците са озвучили във видеото нагоре.
Това е въпрос на местонахождение, само че също по този начин и на състав на атмосферата. Ако приемем, че можем да оцелеем при адските температури, киселинните условия или невероятното налягане, това ни дава необятен набор от места в Слънчевата система, където бихме могли да чуем извънземни звуци. Всички планети (с изключение на Меркурий) и луната на Сатурн Титан имат забележителна атмосфера. Ако преглеждаме единствено гигантските планети, Уран и Нептун ще имат по-бавна скорост на звука от Сатурн и Юпитер, тъй като те са по-студени.
Изследователите считат, че оборудването на сонда с микрофон и изпращането ѝ под повърхността на планетите може фактически да даде визия за другите им пластове заради измененията в скоростта на звука. Такава задача обаче не е планувана.
