Erdvė nėra vienalytis niekas. Tarp įvairių objektų yra dujų ir dulkių debesys. Jie yra supernovos sprogimų liekanos ir žvaigždžių formavimosi vieta. Kai kuriose srityse šios tarpžvaigždinės dujos yra pakankamai tankios, kad skleistų garso bangas, tačiau jos nėra jautrios žmogaus klausai.
Ar erdvėje girdimas garsas?
Kai objektas juda – ar tai būtų gitaros stygos vibracija, ar sprogstantis fejerverkas – jis veikia šalia esančias oro molekules, tarsi jas stumdamas. Šios molekulės atsitrenkia į savo kaimynus, o tos, savo ruožtu, į kitas. Judėjimas sklinda oru kaip banga. Kai jis pasiekia ausį, žmogus jį suvokia kaip garsą.
Kai garso banga praeina per orą, jos slėgis svyruoja aukštyn ir žemyn, kaip jūros vanduo per audrą. Laikas tarp šių virpesių vadinamas garso dažniu ir matuojamas hercais (1 Hz yra vienas svyravimas per sekundę). Atstumas tarp didžiausių slėgio smailių vadinamas bangos ilgiu.
Garsas gali sklisti tik tokioje terpėje, kurios bangos ilgis ne didesnis kaipvidutinis atstumas tarp dalelių. Fizikai tai vadina „sąlygiškai laisvu keliu“– vidutiniu atstumu, kurį molekulė nuvažiuoja susidūrusi su viena ir prieš sąveikaudama su kita. Taigi tanki terpė gali perduoti trumpo bangos ilgio garsus ir atvirkščiai.
Ilgųjų bangų garsai turi dažnius, kuriuos ausis suvokia kaip žemus tonus. Dujose, kurių vidutinis laisvas kelias yra didesnis nei 17 m (20 Hz), garso bangos bus per žemo dažnio, kad jas suvoktų žmonės. Jie vadinami infragarsais. Jei būtų ateivių su ausimis, kurios girdi labai žemas natas, jie tikrai žinotų, ar garsai girdimi kosmose.
Juodosios skylės daina
Maždaug už 220 milijonų šviesmečių, tūkstančių galaktikų spiečiaus centre, supermasyvi juodoji skylė dūzgia žemiausia nata, kurią visata kada nors girdėjo. 57 oktavos žemiau vidurinio C, o tai yra maždaug milijoną milijardų kartų giliau nei žmogaus klausa.
Giliausias žmonių girdimas garsas turi maždaug vieną vibraciją kas 1/20 sekundės. Juodoji skylė Persėjo žvaigždyne turi maždaug vieno svyravimo ciklą kas 10 milijonų metų.
Tai paaiškėjo 2003 m., kai NASA kosminis teleskopas „Chandra“aptiko kažką persėjo spiečius užpildančiose dujose: koncentruotus šviesos ir tamsos žiedus, panašius į tvenkinio bangas. Astrofizikai teigia, kad tai neįtikėtinai žemo dažnio garso bangų pėdsakai. šviesesnis -tai bangų viršūnės, kuriose didžiausias slėgis dujoms. Tamsesni žiedai yra įdubimai, kur slėgis mažesnis.
Garsas, kurį matote
Karštos, įmagnetintos dujos sukasi aplink juodąją skylę, kaip vanduo, besisukantis aplink kanalizaciją. Judėdamas jis sukuria galingą elektromagnetinį lauką. Pakankamai stiprus, kad pagreitintų dujas šalia juodosios skylės krašto beveik iki šviesos greičio, paversdamas jas didžiuliais sprogimais, vadinamais reliatyvistiniais purkštukais. Jie priverčia dujas pasisukti į šoną ir dėl to iš kosmoso sklinda baisūs garsai.
Jie keliauja per Persėjo spiečius šimtus tūkstančių šviesmečių nuo savo š altinio, tačiau garsas gali sklisti tik tol, kol jam pakanka dujų. Taigi jis sustoja ties Persėjo galaktikų spiečių užpildančio dujų debesies pakraščiu. Tai reiškia, kad jo garso išgirsti Žemėje neįmanoma. Galite matyti tik dujų debesies poveikį. Atrodo, lyg žiūrėtum per erdvę į garsui nepralaidžią kamerą.
Keista planeta
Mūsų planeta giliai dejuoja kiekvieną kartą, kai jos pluta pajuda. Tada nekyla abejonių, ar garsai sklinda erdvėje. Žemės drebėjimas atmosferoje gali sukelti vibracijas, kurių dažnis yra nuo vieno iki penkių Hz. Jei pakankamai stiprus, jis gali siųsti ikigarsines bangas per atmosferą į kosmosą.
Žinoma, nėra aiškios ribos, kur baigiasi Žemės atmosfera ir prasideda erdvė. Oras pamažu retėja, kol galiausiaivisai išnyksta. Nuo 80 iki 550 kilometrų virš Žemės paviršiaus vidutinis laisvas molekulės kelias yra apie kilometrą. Tai reiškia, kad oras tokiame aukštyje yra maždaug 59 kartus plonesnis nei būtų galima išgirsti garsą. Jis gali nešti tik ilgas infragarso bangas.
Kai 2011 m. kovo mėn. 9,0 balo žemės drebėjimas supurtė Japonijos šiaurės rytų pakrantę, seismografai visame pasaulyje užfiksavo jo bangas, sklindančias per Žemę, o vibracijos atmosferoje sukėlė žemo dažnio virpesius. Šios vibracijos nukeliavo iki pat ten, kur Europos kosmoso agentūros gravitacijos laukas ir stacionarus Ocean Circulation Explorer (GOCE) palydovas lygina Žemės gravitaciją žemoje orbitoje su 270 kilometrų virš paviršiaus. Ir palydovas galėjo įrašyti šias garso bangas.
GOCE turi labai jautrius pagreičio matuoklius, kurie valdo jonų svaidiklį. Tai padeda išlaikyti palydovą stabilioje orbitoje. 2011 m. kovo 11 d. GOCE akselerometrai aptiko vertikalų poslinkį labai plonoje atmosferoje aplink palydovą, taip pat banguotus oro slėgio poslinkius, kai sklinda žemės drebėjimo garso bangos. Palydovo varikliai pakoregavo poslinkį ir išsaugojo duomenis, kurie tapo panašiu į žemės drebėjimo infragarso įrašą.
Šis įrašas buvo įslaptintas į palydovinius duomenis, kol Rafaelio F. Garcia vadovaujama mokslininkų komanda išleido šį dokumentą.
Pirmasis garsasvisata
Jei būtų įmanoma grįžti į praeitį, maždaug pirmuosius 760 000 metų po Didžiojo sprogimo, būtų galima sužinoti, ar erdvėje yra garso. Tuo metu visata buvo tokia tanki, kad garso bangos galėjo sklisti laisvai.
Maždaug tuo pačiu metu pirmieji fotonai pradėjo keliauti per erdvę kaip šviesa. Po to viskas pagaliau pakankamai atvėso, kad subatominės dalelės kondensuotųsi į atomus. Prieš aušinant, visata buvo užpildyta įkrautomis dalelėmis – protonais ir elektronais – kurios sugeria arba išsklaidė fotonus, daleles, kurios sudaro šviesą.
Šiandien jis pasiekia Žemę kaip silpnas mikrobangų fono švytėjimas, matomas tik labai jautriems radijo teleskopams. Fizikai tai vadina spinduliuote. Tai seniausia šviesa visatoje. Tai atsako į klausimą, ar erdvėje yra garso. CMB yra seniausios muzikos visatoje įrašas.
Šviesa padėti
Kaip šviesa mums padeda žinoti, ar erdvėje yra garsas? Garso bangos sklinda oru (arba tarpžvaigždinėmis dujomis) kaip slėgio svyravimai. Kai dujos suspaudžiamos, jos įkaista. Kosminiu mastu šis reiškinys yra toks intensyvus, kad susidaro žvaigždės. O kai dujos plečiasi, jos atvėsta. Garso bangos, sklindančios per ankstyvąją visatą, sukėlė nedidelius slėgio svyravimus dujinėje aplinkoje, o tai savo ruožtu paliko subtilius temperatūros svyravimus, atsispindinčius kosminėje mikrobangų fone.
Temperatūros pokyčių naudojimas, fizikaVašingtono universitetui Johnui Krameriui pavyko atkurti šiuos baisius kosmoso garsus – besiplečiančios visatos muziką. Jis padaugino dažnį iš 1026 kartų, kad žmogaus ausys jį girdėtų.
Nr.
