Ali zvok potuje skozi vesolje

• Maj 21, 2024

Vesoljske bitke v filmih so hrupne akcije z eksplozijami in eksplozijami, ki so prizadele ladje. Toda ali bi res zveni, da potujejo skozi vesolje? Preprost odgovor je ne. Pa vendar je več kot to.

Kaj je zvok?
Zvok je neke vrste energija. Nastane, ko nekaj vibrira. Kar ustvarja vibracijo, kot je vaš glas, je vir zvoka. Zvok se od zraka ali kakšnega drugega materiala odmakne od vira.

Molekule zraka žvižgajo naokoli z veliko hitrostjo, tako da so na splošno precej enakomerno razporejene. Kaj pa, če se odločite igrati kitaro? Strune vibrirajo. Ko se vrvica premakne navzven, potisne bližnje molekule zraka skupaj. Tako nastane območje, kjer so molekule gostejše. Ko se vrvica premakne nazaj, pusti območje z manj delci v njej, zato je manj gosto.

Vibracija se širi navzven, ker območja izmenične visoke in nizke gostote spreminjajo gostoto molekul poleg njih in tako naprej. Način, kako se gostota spreminja med potovanjem zvočnega vala, je prikazan tukaj. Različne gostote povzročajo drobne spremembe zračnega tlaka in naša ušesa so na njih občutljiva. Naši možgani jih razlagajo kot zvoke.

Pogostost zvoka nam pove, kako pogosto valovi prihajajo. Nižja je frekvenca, nižja je višina tona. Najnižji zvok, ki ga človeško uho zazna, je dvajset valov na sekundo.

Vesoljske bitke - hrupne ali tihe?
Ker zvok potrebuje delce, da prenese vibracijo, ne more potovati skozi vakuum. Ta demonstracija prikazuje, kaj se zgodi z zvonom v kozarcu, ko zrak izčrpa. Ko zrak odhaja ven, se zvok vse bolj širi. Ne morejo spraviti vsega zraka, zato lahko slišite slabši zvok, ki postane glasnejši, ko zrak spustijo nazaj.

Če bi opazovali vesoljski boj, ob napadu ladje ne bi slišali eksplozije - razen če bi bili v njej! V tem primeru bi lahko zvok prišel skozi trup, zrak v notranjosti pa bi ga nosil naprej.

Astronavti
Ker Luna nima ozračja, astronavti na površju komunicirajo po radiu. Radijski valovi so elektromagnetno sevanje kot svetloba, zato za prenašanje ne potrebujejo delcev. Če bi bila dva astronavta blizu drug drugemu, bi se lahko neposredno pogovarjali, če bi se dotaknili čelade za prenos zvoka. To počnejo podvodni potapljači v čeladah.

Hrupno sonce
Vibracije so zvočne in Sonce ves čas vibrira. Te vibracije nastajajo s konvekcijo tik pod Sončevo površino. Konvekcija je način, kako toplota potuje v tekočini (tekočini ali plinu). Vroči, manj gosti materiali se dvigajo in hladnejši, gostejši material se potopi. Konvekcija je, kako voda vre na štedilniku. Vidite, kako se veliki mehurčki dvignejo in razbijejo, ko udarijo na površino, voda pa postane zelo vznemirjena.

Na Soncu se zgodi nekaj podobnega, a tega ne slišimo. Zvočni valovi nam ne potujejo skozi vesolje, frekvenca pa je prenizka za človeška ušesa. Kljub temu pa gibanje vibracij lahko zaznate s posebnim instrumentom na vesoljskem plovilu SOHO (Sončni in Heliosspicic Observatory).

Je prostor vakuum?
Vemo, kaj je zvok, zato razmislimo, kaj je vakuum. Popoln vakuum ne bi imel nobenih delcev v njem. Nič od tega ne vemo. Tudi najboljši laboratorijski vakuum na Zemlji ima nekaj sto delcev na kubični centimeter. To se morda sliši veliko, vendar ne pozabite, da so to izjemno majhni delci. Vsak kubični centimeter zraka, ki ga vdihnete, vsebuje približno trideset kvintiljonskih delcev. (To je 3, ki mu sledi 19 ničel!) Tudi v prostoru med zvezdami je v vsakem kubičnem centimetru približno pet delcev, v meglicah pa jih je več.

Pevska črna luknja
Videli smo, da Sončevi zvočni (zvočni) valovi ne zaidejo zelo daleč, toda vibracije lahko zaznamo vizualno. Vendar je leta 2003 ekipa astronomov iz Cambridgea v Angliji opazila tlačne valove - v bistvu zvočne valove -, ki so prihajali iz črne luknje v galaksiji Perseus, oddaljenih približno 250 milijonov svetlobnih let.

Črna luknja ne sesa snovi kot nekdo, ki pije skozi slamo. Plin in drugi material kroži v akumulacijskem disku in se spira v črno luknjo. Zaradi močne gravitacije obstaja močno trenje ogrevanje, ki sprošča energijo kot rentgenski žarki. Ekipa iz Cambridgea je regijo opazovala z rentgenskim opazovalnikom Chandra.

Energija iz črne luknje segreva bližnji plin, zaradi česar je manj gosta od preostalega plina v grozdu. Občasno se v plin spusti val energijskih delcev, ki povzroči ekvivalent zvočnega vala. Ti valovi se pojavijo kot ogromne valovanja v plinu - 30.000 svetlobnih let čez. Na teh slikah Nasine slike lahko opazite valovanje v plinu. Astronomi so valijo uporabili za izračun frekvence valovanja. Črna luknja poje samo eno opombo: B-ploskev, ki je 57 oktav nižji od sredine klavirja. Njegova frekvenca je ena na 10 milijonov let, nepredstavljivo daleč pod našim pragom sluha.

Lahko zvok potuje skozi vesolje?
Če povzamemo, da. V prostoru je zvok v obliki zelo počasnih zvočnih valov. Gostota delcev se v prostoru razlikuje, popolnega vakuuma pa ni. Morda bomo zaznali valove s teleskopi.

Ampak ne, nobenega zvoka ni zvok mislimo nekaj, kar bi lahko slišali ali zaznali z občutljivim mikrofonom. Vesoljske eksplozije bi bile tihe.

Referenca:
Niels Marquardt, "Uvod v načela vakuumske fizike" //www.cientistosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Navodila Video: Space, Relaxing Music, Emotional Sad Music, Release Emotional Blockages (Maj 2024).