Ali je mogoče slišati zvoke v vesolju? Ali je v vesolju zvok? Ali zvok potuje v vesolju? Črna luknja: najgloblji zvok na Zemlji

V nasprotju z ustaljenimi predstavami medplanetarni in medzvezdni prostor nista zapolnjena z vakuumom, torej z absolutno praznino. V njem so prisotni delci plina in prahu, ki ostanejo po različnih vesoljskih nesrečah. Ti delci tvorijo oblake, ki na nekaterih območjih tvorijo medij, ki je dovolj gost za širjenje zvočnih vibracij, čeprav na frekvencah, ki jih človek ne zazna. Ugotovimo torej, ali lahko slišimo zvoke vesolja.

Ta članek je uvodni; več informacij najdete na zgornji povezavi.

Približno 220 milijonov svetlobnih let od Sonca, v središču, okoli katerega krožijo številne galaksije, leži nenavadno težka črna luknja. Proizvaja najnižjefrekvenčne zvoke od vseh obstoječih. Ta zvok je več kot 57 oktav pod srednjim C, kar je približno milijarda krat milijon pod frekvencami, ki jih sliši človeško uho.

Do tega odkritja je leta 2003 prišel Nasin orbitalni teleskop, ki je v jati Perzej odkril prisotnost koncentričnih obročev teme in svetlobe, podobnih krogom na gladini jezera zaradi kamna, vrženega vanj. Po mnenju astrofizikov je ta pojav razložen z vplivom izjemno nizkofrekvenčnih zvočnih valov. Svetlejša področja ustrezajo vrhom valov, kjer je medzvezdni plin pod največjim pritiskom. Temni obroči ustrezajo "padkom", to je območjem nizkega tlaka.

Zvoki opazovani vizualno

Vrtenje segretega in namagnetenega medzvezdnega plina okoli črne luknje je podobno vrtincu, ki nastane nad odtokom. Ko se plin vrti, ustvari elektromagnetno polje, ki je dovolj močno, da ga pospeši in pospeši do podsvetlobnih hitrosti, ko se približuje površini črne luknje. V tem primeru nastanejo ogromni izbruhi (imenovani relativistični curki), ki prisilijo tok plina, da spremeni smer.

Ta proces ustvarja srhljive kozmične zvoke, ki se širijo skozi celotno jato Perzej na razdalje do 1 milijona svetlobnih let. Ker lahko zvok potuje le skozi medij z gostoto, ki ni nižja od mejne vrednosti, potem ko se koncentracija delcev plina močno zmanjša na meji oblaka, v katerem se nahajajo Perzejeve galaksije, se širjenje teh zvokov ustavi. Tako teh zvokov ni mogoče slišati tukaj na Zemlji, lahko pa jih vidimo z opazovanjem procesov v plinskem oblaku. V prvem približku je podobno zunanjemu opazovanju prozorne, a zvočno izolirane kamere.

Nenavaden planet

Ko je marca 2011 prizadel severovzhod Japonske močan potres(njegova magnituda je bila 9,0), so seizmične postaje po vsej Zemlji zabeležile nastanek in prehod valov skozi Zemljo, ki so povzročili nizkofrekvenčne vibracije (zvoke) v ozračju. Nihanja so dosegla točko, ko sta raziskovalno plovilo ESA Gravity Field in satelit GOCE primerjala raven gravitacije na zemeljskem površju in na višinah, ki ustrezajo nizkim orbitam.

Satelit, ki se nahaja 270 km nad površjem planeta, je posnel te zvoke. To je bilo storjeno zahvaljujoč prisotnosti ultra-visoko občutljivih merilnikov pospeška, katerih glavni namen je nadzor ionskega pogonskega sistema, zasnovanega za zagotavljanje orbitalne stabilnosti. vesoljsko plovilo. Prav merilniki pospeška so 11. marca 2011 zabeležili navpični premik v redčeni atmosferi, ki obdaja satelit. Poleg tega so opazili valovite spremembe tlaka med širjenjem zvokov, ki jih je povzročil potres.

Motorji so dobili ukaz za kompenzacijo premika, kar je bilo uspešno zaključeno. In v pomnilniku vgrajenega računalnika so bile shranjene informacije, ki so bile v bistvu posnetek infrazvoka, ki ga je povzročil potres. Ta posnetek je bil sprva tajen, kasneje pa ga je objavila znanstvena skupina pod vodstvom R. F. Garcie.

Prvi zvoki vesolja

Zelo dolgo nazaj, kmalu po nastanku našega vesolja, približno prvih 760 milijonov let po velikem poku, je bilo vesolje zelo gosto okolje in zvočne vibracije so se zlahka širile v njem. Hkrati so prvi fotoni svetlobe začeli svojo neskončno pot. Nato se je medij začel ohlajati, ta proces pa je spremljala kondenzacija atomov iz subatomskih delcev.

Uporaba svetlobe

Navadna svetloba pomaga ugotoviti prisotnost zvočnih vibracij v vesolju. Skozi katero koli okolje, zvočni valovi povzročajo nihajoče spremembe tlaka v njem. Pri stiskanju se plin segreje. V vesoljskem merilu je lahko ta proces tako močan, da povzroči rojstvo zvezd. Pri ekspanziji se zaradi znižanja tlaka plin ohladi.

Akustične vibracije, ki so prehajale skozi vesolje mladega vesolja, so povzročile majhna nihanja tlaka, kar se je odrazilo v njegovem temperaturnem režimu. Fizik D. Cramer z Univerze v Washingtonu (ZDA) je uporabil spremembe v temperaturnem ozadju za reprodukcijo te kozmične glasbe, ki je spremljala intenzivno širjenje vesolja. Ko se je frekvenca povečala za 1026-krat, je postala zaznavna s človeškim ušesom.

Torej, čeprav zvoki v osmozi obstajajo, se objavljajo in širijo, jih je mogoče slišati šele, ko so posneti z drugimi metodami, reproducirani in podvrženi ustrezni obdelavi.

Prostor ni homogeni nič. Med različnimi predmeti so oblaki plina in prahu. So ostanki eksplozij supernove in mesto nastajanja zvezd. Na nekaterih območjih je ta medzvezdni plin dovolj gost za širjenje zvočnih valov, vendar so za človeški sluh neopazni.

Ali je v vesolju zvok?

Ko se predmet premakne – naj bo to vibriranje kitarske strune ali eksplozivni ognjemet – vpliva na bližnje molekule zraka, kot bi jih potiskal. Te molekule se zaletijo v svoje sosede, te pa v naslednje. Gibanje potuje po zraku kot val. Ko pride do ušesa, ga človek zazna kot zvok.

Ko zvočni val prehaja skozi zračni prostor, njegov tlak niha navzgor in navzdol, npr morska voda v nevihti. Čas med temi vibracijami se imenuje frekvenca zvoka in se meri v hercih (1 Hz je en nihaj na sekundo). Razdalja med najvišjima vrhovoma tlaka se imenuje valovna dolžina.

Zvok lahko potuje le v mediju, v katerem valovna dolžina ni večja od povprečne razdalje med delci. Fiziki to imenujejo "pogojno prosta cesta" - povprečna razdalja, ki jo molekula prepotuje po trčenju z eno in pred interakcijo z drugo. Tako lahko gost medij prenaša zvoke s kratko valovno dolžino in obratno.

Zvoki dolgih valovnih dolžin imajo frekvence, ki jih uho zazna kot nizke tone. V plinu s srednjo prosto potjo večjo od 17 m (20 Hz) bodo zvočni valovi prenizke frekvence, da bi jih ljudje zaznali. Imenujejo se infrazvoki. Če bi obstajali vesoljci z ušesi, ki bi lahko zaznavali zelo nizke tone, bi natančno vedeli, ali so zvoki slišni v vesolje.

Pesem črne luknje

Približno 220 milijonov svetlobnih let stran, v središču jate tisočerih galaksij, brni najgloblji ton, kar jih je vesolje kdaj slišalo. 57 oktav pod srednjim C, kar je približno milijon milijardkrat globlje od frekvence, ki jo človek lahko sliši.

Najgloblji zvok, ki ga lahko zazna človek, ima cikel približno enega tresljaja vsake 1/20 sekunde. Črna luknja v ozvezdju Perzej ima cikel približno enega nihanja vsakih 10 milijonov let.

To je postalo znano leta 2003, ko je Nasin vesoljski teleskop Chandra odkril nekaj v plinu, ki polni jato Perzej: koncentrirane obroče svetlobe in teme, kot valovanje v ribniku. Astrofiziki pravijo, da gre za sledi neverjetno nizkofrekvenčnih zvočnih valov. Svetlejši so vrhovi valov, kjer je pritisk na plin največji. Temnejši obroči so vdolbine, kjer je tlak nižji.

Zvok, ki ga lahko vidite

Vroč, magnetiziran plin se vrtinči okoli črne luknje, podobno kot voda, ki se vrtinči okoli odtoka. Ko se premika, ustvarja močno elektromagnetno polje. Dovolj močan, da pospeši plin blizu roba črne luknje do skoraj svetlobne hitrosti in ga spremeni v ogromne izbruhe, imenovane relativistični curki. Prisilijo plin, da se na svoji poti obrne vstran, ta učinek pa povzroča srhljive zvoke iz vesolja.

Prenesejo se skozi jato Perzej na stotine tisoč svetlobnih let od svojega izvora, vendar lahko zvok potuje le toliko daleč, kolikor je dovolj plina, da ga prenese. Tako se ustavi na robu plinskega oblaka, ki napolnjuje Perzeja. To pomeni, da je na Zemlji nemogoče slišati njegov zvok. Učinek lahko vidite le na plinski oblak. Videti je kot pogled skozi vesolje v zvočno izolirano komoro.

Čuden planet

Naš planet odda globoko stokanje vsakič, ko se njegova skorja premakne. Potem ni nobenega dvoma, ali zvoki potujejo v vesolju. Potres lahko povzroči tresljaje v ozračju s frekvenco od enega do pet Hz. Če je dovolj močan, lahko pošlje infrazvočne valove skozi ozračje v vesolje.

Jasne meje, kje se konča zemeljska atmosfera in začne vesolje, seveda ni. Zrak preprosto postopoma postaja tanjši, dokler na koncu popolnoma ne izgine. Od 80 do 550 kilometrov nad površjem Zemlje je prosta pot molekule približno kilometer. To pomeni, da je zrak na tej višini približno 59-krat redkejši od tistega, na katerem bi bilo mogoče slišati zvok. Sposoben je prenašati le dolge infrazvočne valove.

Ko je potres z magnitudo 9,0 marca 2011 stresel japonsko severovzhodno obalo, so seizmografi po vsem svetu posneli njegove valove, ki potujejo skozi Zemljo, njegove vibracije pa povzročajo nizkofrekvenčna nihanja v ozračju. Te vibracije potujejo vse do mesta, kjer Gravity Field in stacionarni satelit Ocean Circulation Explorer (GOCE) primerjata gravitacijo Zemlje v nizki orbiti z 270 kilometri nad površjem. In satelitu je uspelo posneti te zvočne valove.

GOCE ima na krovu zelo občutljive merilnike pospeška, ki nadzorujejo ionski potisnik. To pomaga ohranjati satelit v stabilni orbiti. GOCE-jevi merilniki pospeška iz leta 2011 so zaznali navpične premike v zelo tanki atmosferi okoli satelita, kot tudi valovite premike v zračnem tlaku, ko so se zvočni valovi iz potresa širili. Satelitski motorji so popravljali premike in shranjevali podatke, ki so postali nekakšen posnetek infrazvoka potresa.

Ta vnos je bil tajen v satelitskih podatkih, dokler skupina znanstvenikov pod vodstvom Rafaela F. Garcie ni objavila tega dokumenta.

Prvi zvok v vesolju

Če bi se bilo mogoče vrniti v preteklost, v približno prvih 760.000 let po velikem poku, bi bilo mogoče ugotoviti, ali je v vesolju obstajal zvok. V tem času je bilo vesolje tako gosto, da so lahko zvočni valovi prosto potovali.

Približno v istem času so prvi fotoni začeli potovati skozi vesolje kot svetloba. Nato se je vse končno dovolj ohladilo, da se je zgostilo v atome. Preden je prišlo do ohlajanja, je bilo vesolje napolnjeno z nabitimi delci – protoni in elektroni – ki so absorbirali ali razpršili fotone, delce, ki tvorijo svetlobo.

Danes doseže Zemljo kot šibek sij iz mikrovalovnega ozadja, viden le zelo občutljivim radijskim teleskopom. Fiziki temu pravijo kozmično mikrovalovno sevanje ozadja. To je največ Stari svet v vesolju. Odgovarja na vprašanje, ali je v vesolju zvok. Kozmično mikrovalovno ozadje vsebuje posnetek najstarejše glasbe v vesolju.

Svetloba na pomoč

Kako nam svetloba pomaga vedeti, ali je v vesolju zvok? Zvočni valovi potujejo skozi zrak (ali medzvezdni plin) kot nihanje tlaka. Ko je plin stisnjen, se segreje. V vesoljskem merilu je ta pojav tako intenziven, da se oblikujejo zvezde. In ko se plin razširi, se ohladi. Zvočni valovi, ki so potovali skozi zgodnje vesolje, so povzročili rahla nihanja tlaka v plinsko okolje, kar je pustilo subtilna temperaturna nihanja, ki se odražajo v kozmičnem mikrovalovnem ozadju.

S pomočjo temperaturnih sprememb je fizik z Univerze v Washingtonu John Cramer uspel rekonstruirati te srhljive zvoke iz vesolja – glasbo širitvenega vesolja. Frekvenco je pomnožil z 10 26-krat, da so ga človeška ušesa lahko slišala.

Torej nihče dejansko ne bo slišal krika v vesolju, vendar se bodo zvočni valovi premikali skozi oblake medzvezdnega plina ali v redkih žarkih Zemljinega zunanjega ozračja.

Ali se v vesolju slišijo kakšni zvoki? Ali obstaja »glas«, »glasba« kozmosa?

Ne, tam ni zvokov. Zvok se širi zaradi trka molekul zraka, ki nato zadenejo bobniče, v vakuumu pa ni zraka, zato se zvok ne more širiti, kar pomeni, da tam ni glasbe in zvokov.

Pod vodo ni zraka, lahko pa slišite zvoke. Surfanje in tako dalje vibrira zrak, nastane snov in zvok. Če izdihneš v vakuumu prostora, je tam, kjer se zrak konča, nekaj istega. Zvok je val, kajne? In v vesolju se širijo vse vrste radijskih valov itd. Balvani kometov plavajo. Asteroidni pasovi in ​​planeti visijo. Visijo v ničemer. Nikjer. Če malo vržeš kamen in bo letel in letel in nič ga ne more ustaviti, na koncu pa ga bo pritegnil nek planet, ki ga bo potegnila gravitacija. Predstavljajte si, da na Marsu ne leži kamen, ampak kladivo, astronavtovo kladivo! Škoda, da v vesolju ni zvokov; In tam ni temperature zraka. Eden je v Sočiju, a ne v vesolju. Tam je vakuum. Neskončni vakuum prostora. In ne tako daleč od tega, več ljudi živi v vakuumu. Na vesoljski postaji. Okrog njih je krhka lupina postaje in nekaj zraka, da se lahko pogovarjajo drug z drugim. Za dušo. Toda na Marsu ni zraka. In ni nikogar za pogovor. Zato tam ni življenja in ne duše.

V vesolju ni slišati zvokov. Tam je tišina. To je zato, ker se zvočni valovi ne širijo v vesolju (v vakuumu), po drugi strani pa je v vesolju veliko različnih radijskih valov, ki jih je mogoče pretvoriti v zvok, čeprav jih bomo slišali kot motnje, vendar še vedno. . Tudi odmeve lahko slišimo v obliki radijskih valov veliki pok. To je verjetno prava glasba vesolja.

V vesolju ni običajnih zvočnih valov. saj je za njihovo širjenje potreben zrak, to je nekakšen medij, ki lahko zagotovi prenos zvočnega valovanja. Zato človek v vesolju ne bo ničesar slišal na lastna ušesa. Vendar to ne pomeni, da je vesolje popolnoma tiho, saj so posneti glasovi planetov in zvezd. Le da je prostor do vrha napolnjen z različnimi sevanji, med njimi so tudi tako imenovani ultradolgi radijski valovi, torej elektromagnetno sevanje zvočnega spektra. Človek še vedno ne bo slišal takšnega sevanja, vendar ga je mogoče ujeti in posneti, kar radijski astronomi včasih počnejo.

V prostoru je zelo malo plina. Je neenakomerno porazdeljen in zato zelo izpraznjen. Obstaja tako imenovani vakuum. Zvok se ne prenaša v vakuumu ali v vakuumu prostora. Zato tam ne boste slišali ničesar, če boste na primer kričali.

Največje vesoljske katastrofe, kot je eksplozija zvezde, se zgodijo popolnoma tiho, v popolni tišini. Užitek slišati zvok lahko doživimo samo na Zemlji, kjer je atmosfera. In da slišimo zvoke, je poleg atmosfere potrebno še veliko več. Resnično, naš zemeljski svet, živa bitja, tudi mi ljudje, so neverjetno strukturirani!

Na vprašanje: zvok v prostoru. prosim, pojasnite, ali bo oseba slišala svoj glas v vesolju?)) je vprašal avtor Ivan Grabi najboljši odgovor je Kot že vemo, lahko zvočni valovi potujejo le skozi snov. In ker takšnih snovi v medzvezdnem prostoru praktično ni, se zvok skozi ta prostor ne more premikati. Razdalja med delci je tako velika, da nikoli ne bodo trčili drug ob drugega. Torej, tudi če ste bili blizu eksplozije vesoljska ladja v tem prostoru ne bi slišali zvoka. S tehničnega vidika je tej izjavi mogoče oporekati; mogoče je poskusiti dokazati, da človek še vedno sliši zvoke v vesolju.
Poglejmo si to podrobneje: Kot vemo, lahko radijski valovi potujejo po vesolju. To nakazuje, da če se znajdete v vesolju in oblečete vesoljsko obleko z radijskim sprejemnikom, vam bo vaš tovariš lahko oddal radijski signal, ki ga npr. vesoljska postaja pica je prispela in dejansko jo lahko slišite. In slišali ga boste, ker radijski valovi niso mehanski, so elektromagnetni. Elektromagnetni valovi lahko prenašajo energijo skozi vakuum. Ko vaš radio sprejme signal, ga pretvori v zvok, ki bo tiho potoval po zraku v vašem skafandru.
-- razmislimo o drugem primeru: letite v vesolju v vesoljski obleki in po nesreči zadenete čelado ob vesoljski teleskop. Po zamisli naj bi se zaradi trka slišal zvok, saj je v tem primeru medij za zvočne valove: čelada in zrak v skafandru. A kljub temu vas bo še vedno obkrožal vakuum, zato neodvisni opazovalec ne bo slišal zvoka, tudi če boste z glavo večkrat udarili ob satelit.
-- predstavljajte si, da ste astronavt in vam je dodeljena določena naloga.
Odločili ste se, da greste v vesolje, ko ste se nenadoma spomnili, da ste pozabili obleči skafander. Vaš obraz bo takoj stisnjen ob shuttle, v ušesih ne bo več zraka, zato ne boste mogli ničesar slišati. Preden pa vas »jekleni okovi« vesolja zadavijo, boste s kostno prevodnostjo lahko razbrali več zvokov. Pri kostni prevodnosti zvočni valovi potujejo skozi kosti čeljusti in lobanje do notranjega ušesa, mimo bobniča. Ker v tem primeru ni potrebe po zraku, boste pogovore svojih kolegov v raketoplanu slišali še 15 sekund. Po tem boste verjetno izgubili zavest in se začeli dušiti.
Vse to kaže, da ne glede na to, kako sofisticirani hollywoodski filmski ustvarjalci poskušajo razložiti slišne zvoke v vesolju, vseeno, kot je dokazano zgoraj, človek v vesolju ne sliši ničesar.