Prvá myšlienka o kozmickej hudbe vesmíru je veľmi jednoduchá: áno, žiadna hudba tam nie je a ani nemôže byť. Ticho. Zvuky sú šíriace sa vibrácie častíc vzduchu, kvapalných alebo pevných telies a vo vesmíre je z väčšej časti len vákuum, prázdnota. Nie je tu čo zakolísať, nie je tu čo znieť, nie je odkiaľ vychádzať hudba: „Vo vesmíre ťa nikto nepočuje kričať.“ Zdá sa, že astrofyzika a zvuky sú úplne odlišné príbehy.

Je nepravdepodobné, že by s tým Wanda Diaz-Merced, astrofyzička z Juhoafrického astronomického observatória, ktorá študuje gama záblesky, súhlasila. Vo veku 20 rokov prišla o zrak a mala jedinú šancu zostať pri svojej milovanej vede – naučiť sa počúvať vesmír, čo Diaz-Merced odviedol na výbornú. Spolu s kolegami vytvorila program, ktorý preložil rôzne experimentálne dáta z jej odboru (napríklad svetelné krivky - závislosť intenzity žiarenia kozmického telesa na čase) do malých kompozícií, akýchsi zvukových analógov známych vizuálnych grafov. . Napríklad pre svetelné krivky bola intenzita preložená do zvukovej frekvencie, ktorá sa časom menila – Wanda zobrala digitálne dáta a porovnala s nimi zvuky.

Samozrejme, pre cudzincov znejú tieto zvuky, podobne ako vzdialené zvonenie zvonov, trochu zvláštne, ale Wanda sa naučila „čítať“ informácie v nich zašifrované tak dobre, že pokračuje v dokonalej astrofyzike a často dokonca objavuje vzorce, ktoré jej unikajú. jej vidiacich kolegov. Zdá sa, že vesmírna hudba môže povedať veľa zaujímavého o našom vesmíre.

Mars rovery a iná technológia: Mechanický behúň ľudstva

Technika, ktorú používa Diaz-Merced, sa nazýva sonifikácia - transpozícia dátových polí do zvukových signálov, ale v priestore je veľa celkom skutočných zvukov a nie zvukov syntetizovaných algoritmami. Niektoré z nich sú spojené s objektmi vyrobenými človekom: tie isté rovery sa plazia po povrchu planéty nie v úplnom vákuu, a preto nevyhnutne vytvárajú zvuky.

Môžete tiež počuť, čo z toho pochádza na Zemi. Nemecký hudobník Peter Kirn tak strávil niekoľko dní v laboratóriách Európskej vesmírnej agentúry a nahral tam malú zbierku zvukov z rôznych testov. Ale iba pri ich počúvaní je vždy potrebné v duchu urobiť malú korekciu: na Marse je chladnejšie ako na Zemi a atmosférický tlak je oveľa nižší, a preto tam všetky zvuky znejú oveľa nižšie ako ich pozemské náprotivky.

Ďalší spôsob, ako počuť zvuky našich strojov dobývajúcich vesmír, je trochu komplikovanejší: môžete nainštalovať senzory, ktoré detegujú akustické vibrácie, ktoré sa nešíria vzduchom, ale priamo v telách technikov. Vedci teda obnovili zvuk, s ktorým kozmická loď Philae zostúpila na povrch v roku 2014 – krátky elektronický „bum“, ako keby vyšiel z hier pre konzolu Dandy.

Ambient ISS: technika pod kontrolou

Práčka, auto, vlak, lietadlo – skúsený inžinier dokáže často identifikovať problém so zvukmi, ktoré vydáva, a čoraz viac spoločností robí z akustickej diagnostiky dôležitý a výkonný nástroj. Na podobné účely sa využívajú aj zvuky kozmického pôvodu. Napríklad belgický astronaut Frank De Winne hovorí, že ISS často robí zvukové nahrávky pracovného zariadenia, ktoré sa posiela na Zem, aby monitorovali prevádzku stanice.

Čierna diera: najnižší zvuk na Zemi

Ľudský sluch je obmedzený: vnímame zvuky s frekvenciami od 16 do 20 000 Hz a všetky ostatné akustické signály sú pre nás nedostupné. Vo vesmíre je veľa akustických signálov, ktoré presahujú naše možnosti. Jeden z najznámejších z nich je vyžarovaný supermasívnou čiernou dierou v zhluku galaxií Perseus - ide o neuveriteľne nízky zvuk, ktorý zodpovedá akustickým osciláciám s periódou desiatich miliónov rokov (pre porovnanie: človek je schopný zachytiť akustické vlny s maximálnou periódou päť stotín sekundy).

Je pravda, že tento zvuk, ktorý sa zrodil zo zrážky vysokoenergetických výtryskov čiernej diery a častíc plynu okolo nej, sa k nám nedostal - bol udusený vákuom medzihviezdneho média. Vedci preto zrekonštruovali túto vzdialenú melódiu z nepriamych údajov, keď röntgenový teleskop obiehajúci Chandra skúmal obrovské sústredné kruhy v oblaku plynu okolo Persea - oblasti zvýšenej a zníženej koncentrácie plynu, ktoré vytvorili neuveriteľne silné akustické vlny z čiernej diery.

Gravitačné vlny: zvuky inej povahy

Niekedy masívne astronomické objekty spúšťajú okolo seba zvláštny druh vĺn: priestor okolo nich sa buď zmršťuje, alebo rozširuje, a tieto vibrácie prechádzajú celým vesmírom rýchlosťou svetla. 14. septembra 2015 príchod jednej z týchto vĺn na Zem: niekoľkokilometrové štruktúry detektorov gravitačných vĺn boli natiahnuté a stlačené miznúcimi zlomkami mikrónov, keď gravitačné vlny zo spojenia dvoch čiernych dier vzdialených miliardy svetelných rokov od Zeme prešiel cez ne. Len pár stoviek miliónov dolárov (náklady na gravitačné teleskopy, ktoré zachytili vlny, sa odhadujú na približne 400 miliónov dolárov) a dotkli sme sa histórie vesmíru.

Kozmologička Janna Levin sa domnieva, že ak by sme boli (nie to šťastie) bližšie k tejto udalosti, potom by bolo oveľa jednoduchšie opraviť gravitačné vlny: jednoducho by spôsobili vibrácie ušných bubienkov, vnímané naším vedomím ako zvuk. Levinova skupina dokonca simulovala tieto zvuky – melódiu dvoch čiernych dier spájajúcich sa v nepredstaviteľnej vzdialenosti. Len si to nemýľte s inými známymi zvukmi gravitačných vĺn - krátkymi elektronickými výbuchmi, ktoré sa prerušia v polovici vety. Ide len o sonifikáciu, teda akustické vlny s rovnakými frekvenciami a amplitúdami ako gravitačné signály zaznamenané detektormi.

Na tlačovej konferencii vo Washingtone vedci dokonca zapli rušivý zvuk, ktorý vychádzal z tejto kolízie z nepredstaviteľnej vzdialenosti, no bola to len krásna napodobenina toho, čo by sa stalo, keby vedci zaregistrovali nie gravitačnú vlnu, ale presne tú istú. vo všetkých parametroch (frekvencia, amplitúda, forma) zvukovej vlny.

Kométa Čurjumov - Gerasimenko: obrovský syntetizátor

Nevšimneme si, ako astrofyzici kŕmia našu predstavivosť vylepšenými vizuálnymi obrazmi. Kolorované obrázky z rôznych ďalekohľadov, pôsobivé animácie, modely a fantázie. V skutočnosti je všetko vo vesmíre skromnejšie: temnejšie, nudnejšie a bez komentára, ale z nejakého dôvodu sú vizuálne interpretácie experimentálnych údajov oveľa menej mätúce ako podobné akcie so zvukmi.

Možno sa veci čoskoro zmenia. Sonifikácia aj teraz často pomáha vedcom vidieť (alebo skôr „počuť“ – to sú predsudky zakotvené v jazyku) vo svojich výsledkoch nové neznáme vzorce. Výskumníkov teda prekvapila pieseň kométy Churyumov-Gerasimenko - oscilácie magnetického poľa s charakteristickými frekvenciami od 40 do 50 MHz, usporiadané do zvukov, vďaka ktorým sa kométa dokonca porovnáva s akýmsi obrovským syntetizátorom, ktorý tká svoju melódiu. nie zo striedavého elektrického prúdu, ale z premenných magnetických polí.

Faktom je, že povaha tejto hudby je stále nejasná, keďže samotná kométa nemá vlastné magnetické pole. Možno sú tieto fluktuácie magnetických polí výsledkom interakcie slnečného vetra a častíc odlietajúcich z povrchu kométy do vesmíru, no táto hypotéza sa úplne nepotvrdila.

Pulzary: trochu mimozemských civilizácií

Vesmírna hudba je úzko spätá s mystikou. Tajomné zvuky na Mesiaci, ktoré si všimli astronauti misie Apollo 10 (s najväčšou pravdepodobnosťou išlo o rádiové rušenie), „sýte vlny pokoja“ piesní planét, harmónia sfér, nakoniec to nie je ľahké aby ste sa vyhli fantáziám, keď študujete obrovský priestor. Takýmto príbehom bol objav rádiových pulzarov - univerzálnych metronómov, vysielajúcich silné rádiové impulzy s metodickou stálosťou.

Prvýkrát boli tieto objekty zaznamenané už v roku 1967 a potom si ich vedci pomýlili s obrovskými rádiovými vysielačmi mimozemskej civilizácie, no teraz sme si takmer istí, že ide o kompaktné neutrónové hviezdy, ktoré bili svoj rádiový rytmus už milióny rokov. Tam-Tam-Tam - tieto impulzy možno premeniť na zvuky, rovnako ako rádio premieňa rádiové vlny na hudbu, aby získalo kozmický rytmus.

Medzihviezdny priestor a Jupiterova ionosféra: piesne vetra a plazmy

Oveľa viac zvukov produkuje slnečný vietor – prúdy nabitých častíc z našej hviezdy. Kvôli nej spieva ionosféra Jupitera (sú to sonifikované výkyvy v hustote plazmy, ktorá tvorí ionosféru), prstence Saturna a dokonca aj medzihviezdny priestor.

V septembri 2012 vesmírna sonda práve opustila slnečnú sústavu a vyslala na Zem bizarný signál. Prúdy slnečného vetra interagovali s plazmou medzihviezdneho priestoru, čo vytváralo charakteristické oscilácie elektrických polí, ktoré bolo možné sonifikovať. Monotónny hrubý hluk, meniaci sa na kovovú píšťalku.

Možno nikdy neopustíme našu slnečnú sústavu, ale teraz máme viac než len farebné astro snímky. Rozmarné melódie, ktoré rozprávajú o svete mimo našej modrej planéty.

Sú vo vesmíre nejaké zvuky? Existuje „hlas“, „hudba“ vesmíru?

Nie, nie sú tam žiadne zvuky. Zvuk sa šíri v dôsledku kolízie molekúl vzduchu, ktoré potom narážajú na ušné bubienky a vo vákuu nie je vzduch, takže sa zvuk nemôže šíriť, čiže tam nie je žiadna hudba ani zvuky.

Pod vodou nie je vzduch, ale počuť zvuky. Surfuje a iné vibruje vzduch, hmota a zvuk. Ak vydýchnete vo vesmírnom vákuu, tak tam, kde končí vzduch, niečo je. Zvuk je vlna, však? A všelijaké rádiové vlny sa šíria vesmírom atď. Balvany komét plávajú. Závesné pásy asteroidov, planéty. Visia v ničom. Nikde. Ak trochu hodíte kameňom, bude lietať, lietať a nič ho nezastaví a v dôsledku toho ho pritiahne gravitácia k nejakej planéte. A predstavte si, že na Marse leží nie kameň, ale kladivo, kozmonautské kladivo! Škoda, že vo vesmíre nie sú žiadne zvuky, nebudete môcť ani rozprávať. A nie je tam žiadna teplota vzduchu. V Soči existuje, ale nie vo vesmíre. Je tam vákuum. Nekonečné vákuum vesmíru. A nie tak ďaleko od nej žije niekoľko ľudí vo vzduchoprázdne. Na vesmírnej stanici. Okolo nich je krehký rám stanice a trochu vzduchu, aby sa mohli navzájom rozprávať. Pre dušu. Ale na Marse nie je vzduch. A nie je sa s kým porozprávať. Preto neexistuje život ani duša.

Vo vesmíre nie je počuť žiadny zvuk. Je ticho. Je to preto, že zvukové vlny sa nešíria vo vesmíre (vo vákuu), ale na druhej strane je vo vesmíre veľa rôznych rádiových vĺn, ktoré sa dajú premeniť na zvuk, aj keď to bude počuť ako rušenie, ale stále . Vo forme rádiových vĺn môžete dokonca počuť ozvenu veľkého tresku. Toto je pravdepodobne tá istá „hudba“; priestor.

Vo vesmíre neexistujú obyčajné zvukové vlny. pretože na svoje šírenie potrebujú vzduch, teda nejaké médium schopné prenášať zvukovú vlnu. Preto človek vo vesmíre s ušami nič nepočuje. To však neznamená, že kozmos je úplne tichý, pretože hlasy planét a hviezd sú zaznamenané. Ide len o to, že priestor je až po vrch vyplnený rôznymi žiareniami a medzi nimi sú takzvané ultradlhé rádiové vlny, teda elektromagnetické žiarenie zvukového spektra. Takéto žiarenie človek aj tak nepočuje, ale dá sa zachytiť a zaznamenať, čo niekedy rádioastronómovia robia.

Vo vesmíre je veľmi málo plynu, je rozmiestnený nerovnomerne a teda veľmi vybíjaný. Tam tzv. vákuum. Zvuk vo vákuu a vo vákuu; priestor sa neprenesie. Preto nie je nič počuť, ak kričíte napr.

Najveľkolepejšie kozmické katastrofy, napríklad výbuch hviezdy, prechádzajú úplne ticho, v dokonalom tichu. Potešenie z počutia zvuku môžeme zažiť len na Zemi, kde je atmosféra. A na to, aby sme počuli zvuky, je okrem atmosféry potrebné oveľa viac. Naozaj, náš pozemský svet, živé bytosti, vrátane nás, ľudí, sú úžasne usporiadané!

Kozmos nie je homogénne nič. Medzi rôznymi objektmi sú oblaky plynu a prachu. Sú to pozostatky výbuchov supernov a miesto vzniku hviezd. V niektorých oblastiach je tento medzihviezdny plyn dostatočne hustý na šírenie zvukových vĺn, ale nie sú citlivé na ľudský sluch.

Je vo vesmíre zvuk?

Keď sa predmet pohne – či už je to vibrácia gitarovej struny alebo vybuchujúci ohňostroj – pôsobí to na blízke molekuly vzduchu, akoby ich tlačil. Tieto molekuly narážajú do svojich susedov a tie zasa do susedných. Pohyb sa šíri vzduchom ako vlna. Keď sa dostane do ucha, človek to vníma ako zvuk.

Keď zvuková vlna prechádza vzdušným priestorom, jej tlak kolíše hore a dole ako morská voda v búrke. Čas medzi týmito vibráciami sa nazýva frekvencia zvuku a meria sa v hertzoch (1 Hz je jedna oscilácia za sekundu). Vzdialenosť medzi najvyššími tlakovými vrcholmi sa nazýva vlnová dĺžka.

Zvuk sa môže šíriť len v prostredí, v ktorom vlnová dĺžka nie je väčšia ako priemerná vzdialenosť medzi časticami. Fyzici to nazývajú "podmienečne voľná cesta" - priemerná vzdialenosť, ktorú molekula prejde po zrážke s jednou molekulou a pred interakciou s ďalšou. Husté médium teda môže prenášať zvuky s krátkou vlnovou dĺžkou a naopak.

Zvuky s dlhými vlnami majú frekvencie, ktoré ucho vníma ako nízke tóny. V plyne so strednou voľnou dráhou väčšou ako 17 m (20 Hz) budú mať zvukové vlny príliš nízku frekvenciu, aby ich ľudia mohli vnímať. Nazývajú sa infrazvuky. Ak by existovali mimozemšťania s ušami, ktorí vnímajú veľmi nízke tóny, s istotou by vedeli, či vo vesmíre počuť zvuky.

Pieseň o čiernej diere

Asi 220 miliónov svetelných rokov ďaleko, v strede zhluku tisícok galaxií, bzučí ten najnižší tón, aký kedy vesmír počul. 57 oktáv pod stredom C, čo je asi milión miliárd krát hlbšie ako zvuk s frekvenciou, ktorú človek môže počuť.

Najhlbší zvuk, ktorý ľudia môžu počuť, má cyklus približne jednej vibrácie každú 1/20 sekundy. Čierna diera v súhvezdí Perzeus má cyklus približne jednej oscilácie každých 10 miliónov rokov.

Toto vyšlo najavo v roku 2003, keď vesmírny teleskop NASA Chandra objavil niečo v plyne vypĺňajúcom hviezdokopa Perseus: sústredené prstence svetla a tmy, ako vlnky v jazierku. Astrofyzici tvrdia, že ide o stopy neuveriteľne nízkofrekvenčných zvukových vĺn. Jasnejšie sú vrcholy vĺn, kde je tlak na plyn najväčší. Tmavšie prstence sú priehlbiny, kde je nižší tlak.

Zvuk, ktorý možno vidieť

Horúci, magnetizovaný plyn víri okolo čiernej diery, podobne ako voda víriaca okolo odtoku. Pri pohybe vytvára silné elektromagnetické pole. Dostatočne silný na to, aby urýchlil plyn blízko okraja čiernej diery takmer na rýchlosť svetla, čím sa zmenil na obrovské výbuchy nazývané relativistické výtrysky. Nútia plyn, aby sa na svojej ceste otočil nabok a tento náraz spôsobuje strašidelné zvuky z vesmíru.

Cestujú cez hviezdokopa Perseus stovky tisíc svetelných rokov od svojho zdroja, ale zvuk sa môže šíriť len dovtedy, kým je dostatok plynu na jeho prenos. Preto sa zastaví na okraji oblaku plynu, ktorý vypĺňa Perseus. To znamená, že na Zemi nie je možné počuť jeho zvuk. Účinok môžete vidieť iba na oblaku plynu. Vyzerá to ako pohľad cez priestor na zvukotesnú komoru.

podivná planéta

Naša planéta vydáva hlboký ston zakaždým, keď sa jej kôra pohne. Potom nie je pochýb o tom, či sa zvuky šíria priestorom. Zemetrasenie môže spôsobiť vibrácie v atmosfére s frekvenciou jeden až päť Hz. Ak je dostatočne silný, môže vysielať infrazvukové vlny cez atmosféru do vesmíru.

Samozrejme, neexistuje jasná hranica, kde končí zemská atmosféra a začína vesmír. Vzduch sa postupne stáva redším, až nakoniec úplne zmizne. Od 80 do 550 kilometrov nad zemským povrchom je stredná voľná dráha molekuly asi kilometer. To znamená, že vzduch v tejto výške je asi 59-krát tenší, ako by bolo možné počuť. Môže prenášať iba dlhé infrazvukové vlny.

Keď v marci 2011 otriaslo severovýchodným pobrežím Japonska zemetrasenie s magnitúdou 9,0, seizmografy po celom svete zaznamenali jeho vlny prechádzajúce Zemou a vibrácie spôsobili nízkofrekvenčné oscilácie v atmosfére. Tieto vibrácie prešli až tam, kde loď (Gravity Field) a stacionárny satelit Ocean Circulation Explorer (GOCE) porovnávajú zemskú gravitáciu na nízkej obežnej dráhe so značkou 270 kilometrov nad povrchom. A satelitu sa tieto zvukové vlny podarilo zaznamenať.

GOCE má na palube veľmi citlivé akcelerometre, ktoré riadia iónovú trysku. To pomáha udržať satelit na stabilnej obežnej dráhe. V roku 2011 akcelerometre GOCE zaznamenali vertikálny posun vo veľmi tenkej atmosfére okolo satelitu, ako aj zvlnené zmeny tlaku vzduchu, keď sa šíria zvukové vlny zo zemetrasenia. Trysky satelitu korigovali posun a uložili údaje, ktoré sa stali niečím ako infrazvukový záznam zemetrasenia.

Tento záznam bol klasifikovaný v satelitných údajoch, kým tím vedcov pod vedením Rafaela F. Garciu nezverejnil tento dokument.

Prvý zvuk vo vesmíre

Ak by bolo možné vrátiť sa v čase, približne do prvých 760 000 rokov po veľkom tresku, bolo by možné zistiť, či je vo vesmíre zvuk. V tom čase bol vesmír taký hustý, že zvukové vlny sa mohli voľne šíriť.

Približne v rovnakom čase začali prvé fotóny cestovať vesmírom ako svetlo. Potom sa všetko konečne ochladilo natoľko, že sa skondenzovalo na atómy. Pred ochladením bol vesmír naplnený nabitými časticami - protónmi a elektrónmi - ktoré absorbovali alebo rozptyľovali fotóny, častice tvoriace svetlo.

Dnes dopadá na Zem ako slabá mikrovlnná žiara pozadia, viditeľná len pre veľmi citlivé rádioteleskopy. Fyzici tomu hovoria reliktné žiarenie. Je to najstaršie svetlo vo vesmíre. Odpovedá na otázku, či je vo vesmíre zvuk. Kozmické mikrovlnné pozadie obsahuje záznam najstaršej hudby vo vesmíre.

Svetlo na pomoc

Ako vám svetlo pomáha zistiť, či je vo vesmíre zvuk? Zvukové vlny sa šíria vzduchom (alebo medzihviezdnym plynom) ako kolísanie tlaku. Keď je plyn stlačený, zahrieva sa. V kozmickom meradle je tento jav taký intenzívny, že vznikajú hviezdy. A keď sa plyn roztiahne, ochladí sa. Zvukové vlny šíriace sa raným vesmírom spôsobili mierne kolísanie tlaku v plynnom prostredí, ktoré následne zanechalo jemné kolísanie teploty odrážajúce sa v kozmickom mikrovlnnom pozadí.

Fyzik John Cramer z Washingtonskej univerzity dokázal pomocou teplotných zmien zrekonštruovať tieto strašidelné zvuky z vesmíru – hudbu rozpínajúceho sa vesmíru. Frekvenciu vynásobil faktorom 1026, aby ju ľudské uši počuli.

Takže krik vo vesmíre naozaj nikto nepočuje, ale cez oblaky medzihviezdneho plynu alebo v riedkych lúčoch vonkajšej atmosféry Zeme sa budú pohybovať zvukové vlny.

V moderných kinách sú špeciálne efekty jednoducho úchvatné. Človek sedí na obyčajnom kresle a naozaj si užíva sledovanie novej akčnej hry, novej sci-fi. Tu a tam sa na obrazovke objavia rôzne obrázky a postavy násilnej vesmírnej bitky. Po celej kinosále sa ozývajú čudné zvuky, teraz hluk motora vesmírnej lode, teraz hrkálka. Zdá sa vám, že nepriateľ mieri laserom na vás, a nie na loď vo filme, a kreslo sa každú chvíľu trasie, akoby na „vašu“ vesmírnu loď útočili zo všetkých strán. Všetko, čo vidíme a počujeme, zasiahne našu predstavivosť a my sami sa stávame hlavnými postavami tohto filmu. Ale ak by sme sa náhodou osobne zúčastnili takejto bitky, mohli by sme vôbec niečo počuť?

Ak sa pokúsite odpovedať na túto otázku len z hľadiska sci-fi filmov, výsledky sú rozporuplné. Napríklad kľúčovou frázou v reklame na film „Mimozemšťania“ bola taká replika „Vo vesmíre vás nikto nepočuje kričať“. Krátky televízny seriál Firefly nepoužil pre scény vesmírnych bitiek vôbec žiadne zvukové efekty. Vo väčšine filmov, ako sú Star Wars a Star Trek, je však veľa zvukových efektov pre mnohé bojové scény vo vesmíre. Ktorému z týchto fiktívnych vesmírov môžete dôverovať? Je možné, že by človek vo vesmíre nepočul, ako sa okolo neho prehnala vesmírna loď? A čo vlastne počujeme vo vesmíre?

Na vykonanie takéhoto experimentu výskumníci z HowStuffWorks pôvodne plánovali vyslať jedného zo svojich špecialistov na obežnú dráhu, aby z prvej ruky pozoroval, či zvuk môže skutočne cestovať vesmírom. Žiaľ, tento projekt sa ukázal ako príliš nákladný. Navyše vesmírny let je náročnou skúškou aj pre samotného človeka, pretože niektorí ľudia vo vesmíre dostanú niečo ako morská choroba. Preto sú všetky nasledujúce hypotézy založené výlučne na predtým získaných vedeckých pozorovaniach. Pred hlbším ponorením sa do tejto záležitosti je však potrebné zvážiť dva dôležité faktory: ako sa zvuk šíri a čo sa s ním deje vo vesmíre. Po analýze týchto informácií budeme schopní odpovedať na otázku, ktorú sme si položili: môžu ľudia počuť zvuky vo vesmíre?

Vesmírne počasie

Vedeli ste, že aj vesmír má svoje počasie? Existujú špeciálni vedci, ktorí robia predpovede počasia vo vesmíre. Ďalej si povieme, ako sa zvuk pohybuje a prečo ho človek vníma.

Zvuk sa pohybuje v mechanických (alebo elastických) vlnách. Mechanická vlna - mechanické poruchy šíriace sa v elastickom prostredí. Čo sa týka zvuku, takouto poruchou je vibrujúci predmet. V tomto prípade môže ako médium pôsobiť akákoľvek sekvencia spojených a interaktívnych častíc. To znamená, že zvuk sa môže šíriť cez plyny, kvapaliny a pevné látky.

Pozrime sa na to na príklade. Predstavte si kostolný zvon. Pri zvonení zvonček vibruje, čo znamená, že samotné zvonenie veľmi rýchlo šklbe vzduchom. Keď sa zvon pohybuje doprava, odpudzuje častice vzduchu. Tieto vzduchové častice zase tlačia ďalšie susedné vzduchové častice a tento proces prebieha v reťazci. V tomto čase sa na druhej strane zvona uskutoční ďalšia akcia - zvon so sebou ťahá susedné častice vzduchu a tie zase priťahujú ďalšie častice vzduchu. Tento vzorec pohybu zvuku sa nazýva zvuková vlna. Vibrujúci zvon je porucha a častice vzduchu sú médium.

Zvuk sa šíri vzduchom bez prekážok. Skúste si položiť ucho na akýkoľvek tvrdý povrch, ako je napríklad stôl, a zatvorte oči. Nechajte inú osobu, aby poklepala prstom na povrch. Zaklopanie v tomto prípade bude počiatočná porucha. Pri každom zaklopaní na stôl ním prejdú vibrácie. Častice v tabuľke sa budú navzájom zrážať a vytvárať médium pre zvuk. Častice v stolíku sa zrážajú s časticami vzduchu, ktoré sú medzi stolom a vaším ušným bubienkom. Pohyb vlny z jedného média do druhého, ako je tomu v tomto prípade, sa nazýva prenos.

Rýchlosť zvuku

Rýchlosť zvukovej vlny závisí od média, ktorým sa šíri. Vo všeobecnosti sa zvuk šíri rýchlejšie v pevných látkach ako v kvapalinách alebo plynoch. Taktiež platí, že čím je médium hustejšie, tým je pohyb zvuku pomalší. Okrem toho sa rýchlosť zvuku mení s teplotou – v chladnom dni je rýchlosť zvuku rýchlejšia ako v teplom dni.

Ľudské ucho vníma zvuk s frekvenciou 20 Hz až 20 000 Hz. Výška zvuku je určená jeho frekvenciou, hlasitosť je určená amplitúdou a frekvenciou vibrácií zvuku (najhlasnejší pri danej amplitúde je zvuk s frekvenciou 3,5 kHz). Zvukové vlny s frekvenciou pod 20 Hz sa nazývajú infrazvuk a vlny s frekvenciou nad 20 000 Hz sa nazývajú ultrazvuk. Častice vzduchu narážajú do ušného bubienka. Výsledkom je, že v uchu začínajú vlnové vibrácie. Mozog interpretuje takéto vibrácie ako zvuky. Samotný proces vnímania zvukov našim uchom je veľmi komplikovaný.

To všetko naznačuje, že zvuk jednoducho potrebuje fyzické médium, cez ktoré by sa mohol pohybovať. Je však vo vesmíre dostatok materiálu na vytvorenie takéhoto média pre zvukové vlny? O tom sa bude diskutovať ďalej.

Pred odpoveďou na vyššie uvedenú otázku je však potrebné definovať, čo je „priestor“ v našom chápaní. Vesmírom rozumieme priestor vesmíru mimo zemskej atmosféry. Pravdepodobne ste už počuli, že priestor je vákuum. Vákuum znamená, že na tomto mieste nie sú žiadne látky. Ako však možno vesmír považovať za vákuum? Vo vesmíre sú predsa hviezdy, planéty, asteroidy, mesiace a kométy, nepočítajúc iné vesmírne telesá. Nestačí tento materiál? Ako možno vesmír považovať za vákuum, ak obsahuje všetky tieto masívne telesá?

Ide o to, že priestor je obrovský. Medzi týmito veľkými objektmi sú milióny kilometrov prázdnoty. V tomto prázdnom priestore – nazývanom aj medzihviezdny priestor – nie je prakticky nič, a preto sa priestor považuje za vákuum.

Ako už vieme, zvukové vlny sa môžu šíriť iba hmotou. A keďže v medzihviezdnom priestore prakticky žiadne takéto látky nie sú, zvuk sa týmto priestorom nemôže pohybovať. Vzdialenosť medzi časticami je taká veľká, že sa nikdy navzájom nezrazia. Preto, aj keby ste boli v tomto priestore blízko výbuchu vesmírnej lode, nepočuli by ste žiaden zvuk. Z technického hľadiska možno toto tvrdenie spochybniť, možno sa pokúsiť dokázať, že človek vo vesmíre stále počuje zvuky.

Pozrime sa na to podrobnejšie:

Ako viete, rádiové vlny sa môžu pohybovať vo vesmíre. To naznačuje, že ak sa ocitnete vo vesmíre a oblečiete si skafander s rádiovým prijímačom, váš súdruh vám bude môcť vyslať rádiový signál, že napríklad na vesmírnu stanicu priniesli pizzu, a naozaj budete počuť to. A budete to počuť, pretože rádiové vlny nie sú mechanické, sú elektromagnetické. Elektromagnetické vlny môžu prenášať energiu cez vákuum. Akonáhle vaše rádio prijme signál, premení ho na zvuk, ktorý sa bude vo vašom obleku plynulo pohybovať vzduchom.

Zvážte iný prípad: letíte vo vesmíre v skafandri a omylom ste narazili do prilby na vesmírnom teleskope. Podľa myšlienky by mal byť zvuk počuť v dôsledku zrážky, pretože v tomto prípade existuje médium pre zvukové vlny: prilba a vzduch v skafandri. No aj napriek tomu budete stále obklopení vákuom, takže nezávislý pozorovateľ nepočuje zvuk, ani keď si mnohokrát udriete hlavu o satelit.

Predstavte si, že ste astronaut a ste poverený vykonaním určitej úlohy.

Rozhodli ste sa ísť do vesmíru, keď ste si zrazu spomenuli, že ste si zabudli obliecť skafander. Vaša tvár bude okamžite pritlačená k raketoplánu, v ušiach vám neostane žiadny vzduch, takže nebudete nič počuť. Kým vás však „oceľové reťaze“ kozmu zadusia, dokážete cez kostné vedenie vydať zopár zvukov. Pri kostnom vedení sa zvukové vlny šíria cez kosti čeľuste a lebky do vnútorného ucha a obchádzajú bubienok. Keďže v tomto prípade nie je núdza o vzduch, ďalších 15 sekúnd budete počuť rozhovory vašich kolegov v raketopláne. Potom pravdepodobne omdliete a začnete sa dusiť.

To všetko naznačuje, že bez ohľadu na to, ako sa hollywoodski filmári snažia vysvetliť počuteľné zvuky vo vesmíre, ako bolo dokázané vyššie, človek vo vesmíre nič nepočuje. Preto, ak naozaj chcete sledovať skutočnú sci-fi, odporúčame vám zavrieť uši, keď nabudúce pôjdete do kina, keď sa niektoré bitky odohrávajú vo vákuovom priestore. Potom bude film pôsobiť naozaj realisticky a vy budete mať novú tému na rozhovor s priateľmi.