Reiser lyd gjennom verdensrommet

• Kan 15, 2024

Romkampene i filmene er støyende saker med eksplosjoner og sprengninger som treffer skipene. Men ville lyd virkelig reise gjennom verdensrommet? Det enkle svaret er nei. Likevel er det mer enn det.

Hva er lyd?
Lyd er en slags energi. Den er produsert når noe vibrerer. Uansett hva som produserer vibrasjoner, for eksempel stemmen din, er den kilde av lyden. Lyden beveger seg vekk fra kilden gjennom luften eller noe annet materiale.

Luftmolekyler suser rundt i høyt tempo, så samlet sett er de ganske jevnt spredt. Men hva om du bestemmer deg for å spille gitar? Strengene vibrerer. Når en streng beveger seg utover, skyver den de nærliggende luftmolekylene sammen. Dette skaper et område hvor molekylene er tettere. Når strengen beveger seg tilbake, etterlater den et område med færre partikler i seg, så den er mindre tett.

Vibrasjonen sprer seg utover fordi områdene med vekslende høy og lav tetthet endrer molekylenes tetthet ved siden av dem og så videre. Hvordan tettheten endres når lydbølgen beveger seg, vises her. De forskjellige tetthetene forårsaker små endringer i lufttrykk, og ørene våre er følsomme for dem. Hjernen vår tolker dem som lyder.

Frekvensen av en lyd forteller oss hvor ofte bølgene kommer. Jo lavere frekvens, jo lavere tonehøyde. Den laveste lyden det menneskelige øret oppdager er tjue bølger i sekundet.

Plassslag - bråkete eller lydløse?
Siden lyd trenger partikler for å bære vibrasjonen, kan den ikke bevege seg gjennom et vakuum. Denne demonstrasjonen viser hva som skjer med ringen til en bjelle i en krukke når luften pumpes ut. Når luften går ut blir lyden svakere. De kan ikke få all luften ut, så du kan høre en svak lyd som blir høyere når de slipper luften inn igjen.

Hvis vi så på et romkamp, ​​ville vi ikke høre en eksplosjon da et skip ble truffet - med mindre vi var i det! I så fall kunne lyden komme gjennom skroget og luften inne ville føre den videre.

astronauter
Siden månen ikke har noen atmosfære, kommuniserer astronauter på overflaten via radio. Radiobølger er elektromagnetisk stråling som lys, så de trenger ikke partikler for å bære dem. Hvis to astronauter var nær hverandre, kan de kanskje snakke direkte ved å berøre hjelmer for å overføre lyden. Undervannsdykkere i hjelmer gjør dette.

Støyende sol
Vibrasjon er lyd og sola vibrerer hele tiden. Disse vibrasjonene er skapt av konveksjon rett under solens overflate. Konveksjon er måten varme beveger seg i en væske (væske eller gass). Varmere, mindre tett materiale stiger, og kjøligere, tettere materiale synker. Konveksjon er hvordan vann koker på komfyren. Du ser store bobler stige og bryte når de treffer overflaten, og vannet blir veldig opprørt.

Noe lignende skjer i solen, men vi kan ikke høre det. Lydbølgene reiser ikke til oss gjennom verdensrommet, og frekvensen er for lav for menneskelige ører. Imidlertid kan inn-og-ut-bevegelsene til vibrasjonene oppdages av et spesialinstrument i SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) romskipet.

Er plass et vakuum?
Vi vet hva lyden er, så la oss tenke nå på hva et vakuum er. Et perfekt vakuum ville ikke ha noen partikler i seg. Vi vet ikke om noen av disse. Selv det beste laboratorievakuumet på jorden har noen hundre partikler per kubikkcentimeter. Det kan høres ut som mye, men husk at dette er ekstremt små partikler. Hver kubikkcentimeter av luften du puster inn inneholder omtrent tretti kvintillion partikler. (Det er en 3 etterfulgt av 19 nuller!) Selv i mellomrommet mellom stjernene er det rundt fem partikler i hver kubikkcentimeter, og det er flere i tåker.

Det syngende sorte hullet
Vi har sett at solens akustiske (lyd) bølger ikke kommer veldig langt, men selve vibrasjonen kan oppdages visuelt. Imidlertid observerte et team av astronomer fra Cambridge, England, trykkbølger - i hovedsak lydbølger - fra 2003 fra et svart hull i Perseus Cluster of galaxies, som ligger omtrent 250 millioner lysår unna.

Et svart hull suger ikke opp saken som noen drikker gjennom et sugerør. Gass og annet materiale går i bane rundt det i en skilleplate og spiraler inn i det sorte hullet. På grunn av sin sterke tyngdekraft er det sterk friksjonsvarme som frigjør energi som røntgenstråler. Cambridge-teamet observerte regionen ved hjelp av Chandra røntgenobservatorium.

Energi fra det sorte hullet varmer opp den nærliggende gassen, noe som gjør den mindre tett enn resten av gassen i klyngen. Noen ganger frigjøres en bølge av energiske partikler i gassen, noe som forårsaker ekvivalent med en lydbølge. Disse bølgene dukker opp som enorme krusninger i gassen - 30.000 lysår på tvers. Du kan se krusningene i gassen i dette NASA-bildet. Astronomene brukte krusningene for å beregne frekvensen av bølgen. Det sorte hullet synger bare en lapp: en B-flat som er 57 oktaver lavere enn et pianos midt C. Frekvensen er en per 10 millioner år, utenkelig langt under hørselsgrensen.

Kan lyd reise gjennom verdensrommet?
Oppsummert, ja. Det er lyd i rommet i form av veldig sakte akustiske bølger. Partikkeltettheten varierer i rommet, men det er ikke noe perfekt vakuum. Vi kan oppdage bølgene med teleskoper.

Men nei, det er ikke noe lyd hvis av lyd vi mener noe vi kunne høre eller oppdage med en sensitiv mikrofon. Romeksplosjoner ville være stille.

Henvisning:
Niels Marquardt, “Introduksjon til prinsippene for vakuumfysikk” //www.cientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Video Instruksjoner: TIMELAPSE OF THE FUTURE: A Journey to the End of Time (4K) (Kan 2024).