Ar garsas keliauja per kosmosą

• Gegužė 19, 2024

Kosmoso mūšiai filmuose yra triukšmingi reikalai, nes sprogimai ir sprogimai smogė į laivus. Bet ar tikrai skambėtų per kosmosą? Paprastas atsakymas yra ne. Vis dėlto čia yra daugiau.

Kas yra garsas?
Garsas yra savotiška energija. Jis gaminamas, kai kažkas vibruoja. Kas sukelia vibraciją, tokią kaip jūsų balsas, yra šaltinis garso. Garsas tolsta nuo šaltinio per orą ar kokią nors kitą medžiagą.

Oro molekulės sukasi dideliu greičiu, taigi, jos gana tolygiai pasiskirsto. O kas, jei nuspręsite groti gitara? Stygos vibruoja. Kai styga juda į išorę, ji stumia šalia esančias oro molekules. Tai sukuria plotą, kuriame molekulės yra tankesnės. Kai styga juda atgal, ji palieka vietą, kurioje yra mažiau dalelių, taigi ji yra mažiau tanki.

Vibracija plinta į išorę, nes kintamos aukšto ir mažo tankio sritys keičia šalia jų esančių molekulių tankį ir pan. Parodyta, kaip tankis keičiasi keičiantis garso bangai. Skirtingi tankiai sukelia mažus oro slėgio pokyčius ir mūsų ausys yra jiems jautrūs. Mūsų smegenys jas interpretuoja kaip garsus.

Garso dažnis nurodo, kaip dažnai ateina bangos. Kuo mažesnis dažnis, tuo mažesnis žingsnis. Žemiausias garsas, kurį nustato žmogaus ausis, yra dvidešimt bangų per sekundę.

Kosmoso mūšiai - triukšmingi ar tylūs?
Kadangi garsui reikia dalelių vibracijai palaikyti, jis negali keliauti vakuume. Ši demonstracija parodo, kas atsitiks su varpelio skambėjimu stiklainyje, kai oras išsiurbiamas. Kai oras išeina, garsas tampa silpnesnis. Jie negali ištraukti viso oro, todėl galite išgirsti silpną garsą, kuris tampa garsesnis, kai jie leidžia orą atgal.

Jei stebėtume kosminį mūšį, negirdėtume sprogimo, kai nukentėjo laivas - nebent mes jame būtume! Tokiu atveju garsas galėtų patekti per korpusą, o oras viduje jį neštų toliau.

Astronautai
Kadangi Mėnulis neturi atmosferos, astronautai paviršiuje bendrauja radijo ryšiu. Radijo bangos yra elektromagnetinė radiacija, panaši į šviesą, todėl joms neštis nereikia dalelių. Jei du astronautai buvo arti vienas kito, galbūt jie galės kalbėtis tiesiogiai paliesdami šalmus, kad būtų perduotas garsas. Šalmų povandeniniai narai tai daro.

Triukšminga saulė
Vibracija yra garsi, o Saulė visą laiką vibruoja. Šiuos virpesius sukuria konvekcija tiesiai po Saulės paviršiumi. Konvekcija yra būdas, kuriuo šiluma sklinda skysčiu (skysčiu ar dujomis). Karštesnė, mažiau tanki medžiaga kyla, o vėsesnė, tankesnė medžiaga krinta. Konvekcija yra tai, kaip vanduo verda ant viryklės. Matote, kad dideli burbuliukai kyla ir lūžta, kai jie atsitrenkia į paviršių, o vanduo labai susijaudina.

Kažkas panašaus nutinka ir Saulėje, bet mes to negirdime. Garso bangos nekeliauja pas mus per kosmosą, o dažnis yra per žemas žmogaus ausims. Vis dėlto virpesių judesius į vidų ir į išorę galima aptikti specialiu SOHO (Saulės ir Heliosferos observatorijos) erdvėlaivio prietaisu.

Ar erdvė yra vakuumas?
Mes žinome, kas yra garsas, todėl pagalvokime dabar, kas yra vakuumas. Tobulame vakuume nebūtų dalelių. Nė vieno iš jų nežinome. Net geriausias laboratorinis vakuumas Žemėje turi kelis šimtus dalelių kubiniame centimetre. Tai gali atrodyti labai daug, bet atminkite, kad tai yra nepaprastai mažos dalelės. Kiekviename jūsų kvėpuojamo oro kubiniame centimetre yra apie trisdešimt kvintilijonų dalelių. (Tai yra 3, po 19 nulių!) Net erdvėje tarp žvaigždžių yra maždaug penkios dalelės kiekviename kubiniame centimetre, o ūke jų yra daugiau.

Dainuojanti juodoji skylė
Mes matėme, kad saulės akustinės (garso) bangos nėra labai toli, tačiau pati vibracija gali būti aptinkama vizualiai. Tačiau 2003 m. Anglijos Kembridžo astronomų komanda pastebėjo slėgio bangas - iš esmės garso bangas -, sklindančias iš juodosios skylės Perseuso galaktikų klasteryje, esančiame už maždaug 250 milijonų šviesos metų.

Juodoji skylė neatsiranda tokios medžiagos, kaip kažkas geria per šiaudelį. Dujos ir kitos medžiagos skrieja per kaupiamąjį diską ir spiralėmis patenka į juodąją skylę. Dėl stipraus sunkio vyksta stiprus trinties kaitinimas, kuris išskiria energiją rentgeno spinduliais. Kembridžo komanda stebėjo regioną naudodama „Chandra“ rentgeno spindulių observatoriją.

Iš juodosios skylės susidariusi energija šildo netoliese esančias dujas, todėl jos yra mažiau tankios nei likusios dumblo sankaupos. Kartais į dujas išsiskiria energetinių dalelių banga, sukelianti garso bangos atitikmenį. Šios bangos rodo milžinišką dujų bangą - 30 000 šviesmečių. Šiame NASA atvaizde galite pamatyti dujų bangas. Norėdami apskaičiuoti bangos dažnį, astronomai naudojo virpesius. Juodoji skylė dainuoja tik vieną natą: B plokštelė, kuri yra 57 oktavos žemesnė už pianino vidurį C. Jos dažnis yra vienas per 10 milijonų metų, neįsivaizduojamai toli žemiau mūsų klausos slenksčio.

Ar garsas gali keliauti per kosmosą?
Apibendrinant, taip. Kosmose sklinda garsas labai lėtai judančių akustinių bangų pavidalu. Dalelių tankis erdvėje skiriasi, tačiau tobulas vakuumas nėra. Bangas galime aptikti teleskopais.

Bet ne, nėra jokio garso garsas mes turime omenyje tai, ką galėjome išgirsti ar aptikti jautriu mikrofonu. Kosmoso sprogimai būtų tylūs.

Nuoroda:
Niels Marquardt, „Įvadas į vakuuminės fizikos principus“ //www.c Scientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Vaizdo Instrukcijos: Kakė Makė keliauja į kosmosą. Ką pasakė Kakė Makė? (Gegužė 2024).