الكون ليس شيئًا متجانسًا. بين الأشياء المختلفة هناك سحب من الغاز والغبار. إنها بقايا انفجارات السوبرنوفا وموقع تكون النجوم. في بعض المناطق ، يكون هذا الغاز البينجمي كثيفًا بدرجة كافية لنشر الموجات الصوتية ، لكنها ليست حساسة للسمع البشري.
هل يوجد صوت في الفضاء؟
عندما يتحرك جسم ما - سواء كان ذلك بسبب اهتزاز وتر الغيتار أو انفجار الألعاب النارية - فإنه يؤثر على جزيئات الهواء القريبة ، كما لو كان يدفعها. تصطدم هذه الجزيئات بجيرانها ، وتلك بدورها تصطدم بالجزيئات التالية. تنتشر الحركة في الهواء مثل الموجة. عندما يصل إلى الأذن ، يدركه الشخص على أنه صوت.
عندما تنتقل موجة صوتية عبر الفضاء الجوي ، يتذبذب ضغطها لأعلى ولأسفل مثل مياه البحر في العاصفة. يُطلق على الوقت بين هذه الاهتزازات تردد الصوت ويتم قياسه بالهرتز (1 هرتز هو تذبذب واحد في الثانية). تسمى المسافة بين أعلى قمم الضغط الطول الموجي.
يمكن أن ينتشر الصوت فقط في وسط لا يكون فيه الطول الموجي أكبر من متوسط المسافة بين الجسيمات. يسمي الفيزيائيون هذا "الطريق الحر المشروط" - متوسط المسافة التي يقطعها الجزيء بعد الاصطدام بواحد وقبل التفاعل مع التالي. وبالتالي ، يمكن لوسط كثيف أن ينقل أصواتًا قصيرة الطول الموجي والعكس صحيح.
أصوات الموجات الطويلة لها ترددات تراها الأذن على أنها نغمات منخفضة. في غاز متوسط المسار الحر أكبر من 17 مترًا (20 هرتز) ، سيكون تردد الموجات الصوتية منخفضًا جدًا بحيث يتعذر على البشر إدراكها. يطلق عليهم الأشعة تحت الصوتية. إذا كان هناك كائنات فضائية ذات آذان ترى نغمات منخفضة جدًا ، فإنهم سيعرفون على وجه اليقين ما إذا كانت الأصوات مسموعة في الفضاء الخارجي.
أغنية الثقب الأسود
على بعد حوالي 220 مليون سنة ضوئية ، في مركز مجموعة من آلاف المجرات ، يصدر صوت أقل نغمة سمعها الكون على الإطلاق. 57 أوكتافًا تحت الوسط C ، وهو أعمق بحوالي مليون مرة من صوت التردد الذي يمكن أن يسمعه الشخص.
أعمق صوت يمكن أن يسمعه البشر له دورة اهتزاز واحد كل 1/20 من الثانية. للثقب الأسود في كوكبة فرساوس دورة ذبذبة واحدة كل 10 ملايين سنة.
أصبح هذا معروفًا في عام 2003 ، عندما اكتشف تلسكوب شاندرا الفضائي التابع لناسا شيئًا ما في الغاز يملأ مجموعة Perseus: حلقات مركزة من الضوء والظلام ، مثل التموجات في البركة. يقول علماء الفيزياء الفلكية أن هذه آثار لموجات صوتية منخفضة التردد بشكل لا يصدق. الأكثر إشراقًا هي قمم الأمواج ، حيث يكون الضغط على الغاز أكبر. الحلقات الداكنة هي المنخفضات حيث يكون الضغط أقل.
صوت يمكن رؤيته
يدور الغاز الساخن الممغنط حول الثقب الأسود ، مثل الماء الذي يدور حول المصرف. أثناء تحركه ، فإنه يخلق مجالًا كهرومغناطيسيًا قويًا. قوي بما يكفي لتسريع الغاز بالقرب من حافة الثقب الأسود إلى سرعة الضوء تقريبًا ، وتحويله إلى رشقات نارية ضخمة تسمى النفاثات النسبية. إنها تجبر الغاز على الالتفاف في طريقه ، وهذا التأثير يسبب أصواتًا مخيفة من الفضاء.
يسافرون عبر مجموعة Perseus على بعد مئات الآلاف من السنين الضوئية من مصدرهم ، لكن الصوت لا يمكن أن ينتقل إلا إذا كان هناك ما يكفي من الغاز لحمله. لذلك ، توقف عند حافة سحابة الغاز التي تملأ فرساوس. هذا يعني أنه من المستحيل سماع صوته على الأرض. يمكنك فقط رؤية التأثير على سحابة الغاز. يبدو وكأنه ينظر عبر الفضاء إلى غرفة عازلة للصوت.
كوكب غريب
يُطلق كوكبنا تأوهًا عميقًا في كل مرة تتحرك فيها قشرته. ثم ليس هناك شك فيما إذا كانت الأصوات تنتشر في الفضاء. يمكن أن يحدث الزلزال اهتزازات في الغلاف الجوي بتردد من واحد إلى خمسة هرتز. إذا كانت قوية بدرجة كافية ، فيمكنها إرسال موجات دون صوتية عبر الغلاف الجوي إلى الفضاء الخارجي.
بالطبع ، لا توجد حدود واضحة حيث ينتهي الغلاف الجوي للأرض ويبدأ الفضاء. يصبح الهواء أرق تدريجيًا حتى يختفي تمامًا في النهاية. من 80 إلى 550 كيلومترًا فوق سطح الأرض ، يبلغ متوسط المسار الحر للجزيء حوالي كيلومتر واحد. هذا يعني أن الهواء عند هذا الارتفاع أرق بحوالي 59 مرة مما يمكن سماعه للصوت. يمكن أن تحمل فقط موجات فوق صوتية طويلة.
عندما ضرب زلزال قوته 9.0 درجة الساحل الشمالي الشرقي لليابان في مارس 2011 ، سجلت أجهزة قياس الزلازل حول العالم كيف مرت موجاته عبر الأرض ، وتسببت الاهتزازات في اهتزازات منخفضة التردد في الغلاف الجوي. سارت هذه الاهتزازات على طول الطريق إلى حيث تقارن السفينة (حقل الجاذبية) والقمر الصناعي مستكشف دوران المحيط (GOCE) جاذبية الأرض في مدار منخفض بـ 270 كيلومترًا فوق السطح. وتمكن القمر الصناعي من تسجيل هذه الموجات الصوتية.
لدى GOCE مقاييس تسارع حساسة للغاية على متنها تتحكم في الدافع الأيوني. هذا يساعد على إبقاء القمر الصناعي في مدار مستقر. في عام 2011 ، كشفت مقاييس التسارع GOCE الإزاحة الرأسية في الغلاف الجوي الرقيق جدًا حول القمر الصناعي ، بالإضافة إلى التحولات المتموجة في ضغط الهواء مع انتشار الموجات الصوتية من الزلزال. قامت دافعات القمر الصناعي بتصحيح الإزاحة وتخزين البيانات ، والتي أصبحت شيئًا مثل التسجيل بالموجات فوق الصوتية لزلزال.
تم تصنيف هذا الإدخال في بيانات الأقمار الصناعية حتى نشر فريق من العلماء بقيادة رافائيل إف جارسيا هذه الوثيقة.
أول صوت في الكون
إذا كان من الممكن العودة بالزمن إلى الوراء ، إلى حوالي 760.000 سنة بعد الانفجار العظيم ، فسيكون من الممكن معرفة ما إذا كان هناك صوت في الفضاء. في ذلك الوقت ، كان الكون كثيفًا لدرجة أن الموجات الصوتية يمكن أن تنتقل بحرية.
في نفس الوقت تقريبًا ، بدأت الفوتونات الأولى في السفر عبر الفضاء كضوء. بعد ذلك ، تبرد كل شيء أخيرًا بما يكفي ليتكثف في ذرات. قبل حدوث التبريد ، كان الكون مليئًا بالجسيمات المشحونة - البروتونات والإلكترونات - التي امتصت أو بعثرت الفوتونات ، الجسيمات التي يتكون منها الضوء.
يصل اليوم إلى الأرض على شكل وهج خافت لخلفية الميكروويف ، ولا يمكن رؤيته إلا للتلسكوبات الراديوية شديدة الحساسية. يسمي الفيزيائيون هذا بقايا الإشعاع. إنه أقدم ضوء في الكون. يجيب على سؤال ما إذا كان هناك صوت في الفضاء. تحتوي الخلفية الكونية الميكروية على سجل لأقدم موسيقى في الكون.
ضوء للمساعدة
كيف يساعدك الضوء في معرفة ما إذا كان هناك صوت في الفضاء؟ تنتقل الموجات الصوتية عبر الهواء (أو الغاز بين النجوم) كتقلبات في الضغط. عندما يتم ضغط الغاز ، يصبح أكثر سخونة. على المستوى الكوني ، هذه الظاهرة شديدة لدرجة أن النجوم تتشكل. وعندما يتمدد الغاز ، يبرد. تسببت الموجات الصوتية المنتشرة عبر الكون المبكر في تقلبات طفيفة في الضغط في البيئة الغازية ، والتي بدورها تركت تقلبات خفيفة في درجات الحرارة انعكست في الخلفية الكونية الميكروية.
باستخدام التغيرات في درجات الحرارة ، تمكن الفيزيائي في جامعة واشنطن جون كريمر من إعادة بناء هذه الأصوات المخيفة من الفضاء - موسيقى الكون المتوسع. لقد ضرب التردد بمعامل 1026 حتى تسمعه آذان الإنسان.
لذلك لن يسمع أحد حقًا الصراخ في الفضاء ، ولكن ستكون هناك موجات صوتية تتحرك عبر سحب الغاز بين النجوم أو في الأشعة المتخلخلة للغلاف الجوي الخارجي للأرض.
هل توجد أصوات في الفضاء؟ هل هناك "صوت" ، "موسيقى" للكون؟
لا ، لا توجد أصوات. ينتشر الصوت بسبب اصطدام جزيئات الهواء التي تصطدم بعد ذلك بطبلة الأذن ، ولا يوجد هواء في الفراغ ، لذلك لا ينتشر الصوت ، مما يعني عدم وجود موسيقى أو أصوات هناك.
لا يوجد هواء تحت الماء ، لكن الأصوات تسمع. يتم إنتاج الأمواج والهواء والاهتزازات الأخرى والمواد والصوت. إذا قمت بالزفير في فراغ الفضاء ، فعندئذٍ حيث ينتهي الهواء هناك شيء ما. الصوت موجة ، أليس كذلك؟ وكل أنواع موجات الراديو تنتشر في الفضاء ، وهكذا. تطفو صخور المذنب. معلقة أحزمة الكويكبات والكواكب. لا يعلقون شيئا. في اللامكان. إذا رميت حجرًا قليلًا وسيطير ويطير ولا شيء يمكن أن يوقفه ، ونتيجة لذلك فإنه سينجذب إلى كوكب ما تنجذب إليه الجاذبية. ولا تتخيلوا حجرًا بل مطرقة ملقاة على المريخ ، مطرقة رائد فضاء! إنه لأمر مؤسف أنه لا توجد أصوات في الفضاء ، حتى أنك لن تكون قادرًا على التحدث. ولا توجد درجة حرارة للهواء. في سوتشي يوجد ، لكن ليس في الفضاء. هناك فراغ هناك. الفراغ اللانهائي للفضاء. وليس بعيدًا عن ذلك ، يعيش العديد من الناس في فراغ. في محطة الفضاء. حولهم هو الإطار الهش للمحطة وبعض الهواء حتى يتمكنوا من التحدث مع بعضهم البعض. للروح. لكن لا يوجد هواء على المريخ. ولا يوجد أحد للتحدث معه. لذلك لا حياة ولا روح.
لا يسمع صوت في الفضاء. هناك صمت. هذا لأن الموجات الصوتية لا تنتشر في الفضاء (في الفراغ). ولكن ، من ناحية أخرى ، هناك الكثير من موجات الراديو المختلفة في الفضاء التي يمكن تحويلها إلى صوت ، على الرغم من أنها ستسمع على أنها تداخل ، ولكن لا يزال . في شكل موجات الراديو ، يمكنك حتى سماع صدى الانفجار الكبير. ربما تكون هذه هي موسيقى الكون.
لا توجد موجات صوتية عادية في الفضاء. لأنهم يحتاجون إلى الهواء لينتشروا ، أي نوعًا من الوسط القادر على نقل موجة صوتية. لذلك ، لن يسمع أي شخص في الفضاء بأذنيه شيئًا. ومع ذلك ، هذا لا يعني أن الكون صامت تمامًا ، لأنه يتم تسجيل أصوات الكواكب والنجوم. إنها مجرد مساحة مليئة بالإشعاعات المختلفة ، ومن بينها ما يسمى بموجات الراديو فائقة الطول ، أي الإشعاع الكهرومغناطيسي للطيف الصوتي. لن يسمع أي شخص مثل هذا الإشعاع بأي حال من الأحوال ، ولكن يمكن التقاطه وتسجيله ، وهو ما يفعله علماء الفلك الراديوي أحيانًا.
يوجد القليل جدًا من الغاز في الفضاء ويتم توزيعه بشكل غير متساوٍ ويتم تفريغه كثيرًا. هناك ما يسمى. مكنسة. لن ينتقل الصوت في الفراغ وفي فراغ الفضاء. لذلك ، لا يوجد شيء تسمعه إذا صرخت ، على سبيل المثال.
أعظم الكوارث الكونية ، على سبيل المثال ، انفجار نجم ، تمر بصمت تام ، في صمت تام. يمكننا تجربة متعة سماع الأصوات فقط على الأرض ، حيث يوجد غلاف جوي. ولكي نسمع الأصوات ، بالإضافة إلى الغلاف الجوي ، هناك الكثير مما هو ضروري. في الواقع ، عالمنا الأرضي ، الكائنات الحية ، بما في ذلك البشر ، مرتبة بشكل رائع!
السؤال سليم في الفضاء. يرجى توضيح ما إذا كان الشخص سيسمع صوته في الفضاء الخارجي؟)) الذي قدمه المؤلف إيفان جرابيأفضل إجابة هي كما نعلم بالفعل ، يمكن للموجات الصوتية أن تنتقل عبر المادة فقط. ونظرًا لعدم وجود مثل هذه المواد عمليًا في الفضاء بين النجوم ، لا يمكن للصوت أن يتحرك عبر هذا الفضاء. المسافة بين الجسيمات كبيرة جدًا لدرجة أنها لن تصطدم مع بعضها البعض أبدًا. لذلك ، حتى لو كنت بالقرب من انفجار مركبة فضائية في هذا الفضاء ، فلن تسمع صوتًا. من وجهة نظر فنية ، يمكن الطعن في هذا البيان ، يمكن للمرء محاولة إثبات أن الشخص لا يزال بإمكانه سماع الأصوات في الفضاء.
دعونا نلقي نظرة على هذا بمزيد من التفصيل: كما تعلم ، يمكن لموجات الراديو أن تنتقل في الفضاء. يشير هذا إلى أنك إذا وجدت نفسك في الفضاء وارتدت بدلة فضاء مزودة بجهاز استقبال راديو ، فسيتمكن رفيقك من إرسال إشارة راديو إليك ، على سبيل المثال ، تم إحضار البيتزا إلى المحطة الفضائية ، وسوف تسمع حقًا هو - هي. وسوف تسمعه لأن موجات الراديو ليست ميكانيكية ، إنها كهرومغناطيسية. يمكن للموجات الكهرومغناطيسية نقل الطاقة من خلال الفراغ. بمجرد أن يتلقى الراديو إشارة ، فإنه يحولها إلى صوت يتحرك بسلاسة عبر الهواء في بدلتك.
- لنفكر في حالة أخرى: أنت تطير في الفضاء مرتديًا بدلة فضاء ، وضربت خوذتك عن طريق الخطأ على تلسكوب فضائي. وفقًا للفكرة ، يجب سماع صوت نتيجة الاصطدام ، حيث يوجد في هذه الحالة وسيط للموجات الصوتية: خوذة وهواء في بدلة الفضاء. لكن على الرغم من ذلك ، ستظل محاطًا بالفراغ ، لذلك لن يسمع مراقب مستقل صوتًا ، حتى لو ضربت رأسك بالقمر الصناعي عدة مرات.
- تخيل أنك رائد فضاء وأنك مكلف بأداء مهمة معينة.
قررت الذهاب إلى الفضاء ، عندما تذكرت فجأة أنك نسيت ارتداء بدلة الفضاء. سيتم الضغط على وجهك على الفور على المكوك ، ولن يتبقى هواء في أذنيك ، لذلك لن تتمكن من سماع أي شيء. ومع ذلك ، قبل أن تخنقك "سلاسل الكون الفولاذية" ، ستكون قادرًا على إصدار بعض الأصوات من خلال التوصيل العظمي. في التوصيل العظمي ، تنتقل الموجات الصوتية عبر عظام الفك والجمجمة إلى الأذن الداخلية ، متجاوزة طبلة الأذن. نظرًا لأنه في هذه الحالة ليست هناك حاجة للهواء ، فسوف تستمع لمدة 15 ثانية أخرى إلى محادثات زملائك في المكوك. بعد ذلك ، من المحتمل أن تفقد الوعي وتبدأ في الاختناق.
كل هذا يشير إلى أنه بغض النظر عن كيفية محاولة صانعي أفلام هوليوود شرح الأصوات المسموعة في الفضاء ، كل نفس ، كما ثبت أعلاه ، لا يسمع الشخص أي شيء في الفضاء.
في دور السينما الحديثة ، المؤثرات الخاصة تخطف الأنفاس. يجلس شخص على كرسي عادي ويستمتع حقًا بمشاهدة لعبة حركة جديدة ، خيال علمي جديد. بين الحين والآخر تظهر على الشاشة صور وشخصيات مختلفة لمعركة فضاء عنيفة. يتردد صدى الأصوات الغريبة في جميع أنحاء قاعة السينما ، والآن ضجيج محرك سفينة الفضاء ، والآن حشرجة الموت. يبدو لك أن العدو يوجه الليزر نحوك ، وليس على السفينة في الفيلم ، والكرسي يهتز بين الحين والآخر ، كما لو أن سفينة الفضاء "الخاصة بك" تتعرض للهجوم من جميع الجهات. كل ما نراه ونسمعه يذهل مخيلتنا ، ونحن أنفسنا نصبح الشخصيات الرئيسية في هذا الفيلم. لكن إذا صادفنا وجودنا شخصيًا في مثل هذه المعركة ، فهل سنكون قادرين على سماع أي شيء على الإطلاق؟
إذا حاولت الإجابة على هذا السؤال فقط من منظور أفلام الخيال العلمي ، فإن النتائج متناقضة. على سبيل المثال ، كانت العبارة الرئيسية في إعلان فيلم "Aliens" عبارة عن نسخة طبق الأصل "في الفضاء ، لا أحد يستطيع سماع صراخك". لم تستخدم المسلسل التلفزيوني القصير Firefly أي مؤثرات صوتية على الإطلاق لمشاهد معركة الفضاء. ومع ذلك ، في معظم الأفلام ، مثل Star Wars و Star Trek ، تكثر المؤثرات الصوتية للعديد من مشاهد القتال في الفضاء الخارجي. أي من هذه الأكوان الخيالية يمكنك أن تثق به؟ هل يمكن لرجل في الفضاء ألا يسمع اندفاع مركبة فضائية من أمامه؟ وماذا نسمع في الفضاء على أي حال؟
في البداية ، لإجراء مثل هذه التجربة ، خطط باحثون من HowStuffWorks لإرسال أحد المتخصصين إلى المدار لملاحظة ما إذا كان الصوت قادرًا على السفر حقًا في الفضاء. لسوء الحظ ، تبين أن هذا المشروع مكلف للغاية. بالإضافة إلى ذلك ، تعد رحلة الفضاء اختبارًا صعبًا للشخص نفسه ، لأن بعض الأشخاص في الفضاء يصابون بدوار البحر. لذلك ، تستند جميع الفرضيات التالية فقط على الملاحظات العلمية التي تم الحصول عليها مسبقًا. ومع ذلك ، قبل التعمق في هذا الأمر ، هناك عاملان مهمان يجب مراعاتهما: كيف ينتقل الصوت ، وماذا يحدث له في الفضاء. بعد تحليل هذه المعلومات ، سنتمكن من الإجابة على السؤال الذي طرحناه: هل يمكن للناس سماع الأصوات في الفضاء؟
مناخ الفضاء
هل تعلم أن للفضاء أيضًا طقسه الخاص؟ هناك علماء خاصون يقومون بعمل تنبؤات جوية في الفضاء. بعد ذلك ، سنتحدث عن كيفية تحرك الصوت ولماذا يدركه الشخص.
يتحرك الصوت في موجات ميكانيكية (أو مرنة). موجة ميكانيكية - اضطرابات ميكانيكية تنتشر في وسط مرن. بقدر ما يتعلق الأمر بالصوت ، فإن هذا الاضطراب هو جسم مهتز. في هذه الحالة ، يمكن لأي سلسلة من الجسيمات المتصلة والمتفاعلة أن تعمل كوسيط. هذا يعني أن الصوت يمكن أن ينتقل عبر الغازات والسوائل والمواد الصلبة.
لنلق نظرة على هذا بمثال. تخيل جرس الكنيسة. عندما يرن الجرس ، فإنه يهتز ، مما يعني أن الرنين نفسه يرن في الهواء بسرعة كبيرة. عندما يتحرك الجرس إلى اليمين ، فإنه يصد جزيئات الهواء. تدفع جزيئات الهواء هذه بدورها جزيئات الهواء المجاورة الأخرى ، وتحدث هذه العملية في سلسلة. في هذا الوقت ، يحدث إجراء مختلف على الجانب الآخر من الجرس - يسحب الجرس جزيئات الهواء المجاورة معه ، ويقومون بدورهم بجذب جزيئات الهواء الأخرى. يسمى هذا النمط من حركة الصوت بالموجة الصوتية. الجرس المهتز هو الاضطراب ، وجزيئات الهواء هي الوسط.
ينتقل الصوت في الهواء دون عوائق. حاول إراحة أذنك على أي سطح صلب ، مثل منضدة ، وأغلق عينيك. اطلب من شخص آخر النقر على السطح بإصبعه في هذا الوقت. الضربة في هذه الحالة ستكون الاضطراب الأولي. مع كل ضربة على المنضدة ، ستمر الاهتزازات من خلالها. سوف تصطدم الجزيئات الموجودة في الجدول مع بعضها البعض وتشكل وسيطًا للصوت. تتصادم الجزيئات الموجودة في الجدول مع جزيئات الهواء الموجودة بين الطاولة وطبلة الأذن. تسمى حركة الموجة من وسيط إلى آخر ، كما هو الحال في هذه الحالة ، الإرسال.
سرعة الصوت
تعتمد سرعة الموجة الصوتية على الوسط الذي تنتقل خلاله. بشكل عام ، ينتقل الصوت في المواد الصلبة بشكل أسرع منه في السوائل أو الغازات. أيضًا ، كلما كانت الوسيلة أكثر كثافة ، كانت حركة الصوت أبطأ. بالإضافة إلى ذلك ، تختلف سرعة الصوت باختلاف درجة الحرارة - في يوم بارد ، تكون سرعة الصوت أسرع منها في اليوم الدافئ.
تستقبل الأذن البشرية الصوت بتردد يتراوح من 20 هرتز إلى 20000 هرتز. يتم تحديد درجة الصوت من خلال تردده ، ويتم تحديد جهارة الصوت من خلال اتساع وتواتر اهتزازات الصوت (أعلى صوت عند سعة معينة هو صوت بتردد 3.5 كيلو هرتز). تسمى الموجات الصوتية التي يقل ترددها عن 20 هرتز بالموجات فوق الصوتية ، وتلك التي يزيد ترددها عن 20000 هرتز تسمى الموجات فوق الصوتية. تصطدم جزيئات الهواء بطبلة الأذن. نتيجة لذلك ، تبدأ الاهتزازات الموجية في الأذن. يفسر الدماغ هذه الاهتزازات كأصوات. في حد ذاته ، فإن عملية إدراك الأصوات من خلال أذننا معقدة للغاية.
كل هذا يشير إلى أن الصوت يحتاج ببساطة إلى وسيط فيزيائي يمكنه التحرك من خلاله. لكن هل توجد مادة كافية في الفضاء لإنشاء مثل هذا الوسط للموجات الصوتية؟ سيتم مناقشة هذا أبعد من ذلك.
ولكن قبل الإجابة على السؤال أعلاه ، من الضروري تحديد "الفضاء" في فهمنا. نعني بالفضاء مساحة الكون خارج الغلاف الجوي للأرض. ربما سمعت أن الفضاء هو فراغ. Vvacuum يعني عدم وجود مواد في هذا المكان. لكن كيف يمكن اعتبار الفضاء فراغًا؟ في الفضاء ، هناك نجوم وكواكب وكويكبات وأقمار ومذنبات ، ناهيك عن الأجرام الكونية الأخرى. أليست هذه المادة كافية؟ كيف يمكن اعتبار الفضاء فراغًا إذا كان يحتوي على كل هذه الأجسام الضخمة؟
الشيء هو أن الفضاء ضخم. بين هذه الأجسام الكبيرة ملايين الأميال من الفراغ. في هذا الفضاء الفارغ - الذي يُطلق عليه أيضًا الفضاء بين النجوم - لا يوجد شيء تقريبًا ، ولهذا السبب يعتبر الفضاء فراغًا.
كما نعلم بالفعل ، يمكن للموجات الصوتية أن تنتقل عبر المادة فقط. ونظرًا لعدم وجود مثل هذه المواد عمليًا في الفضاء بين النجوم ، لا يمكن للصوت أن يتحرك عبر هذا الفضاء. المسافة بين الجسيمات كبيرة جدًا لدرجة أنها لن تصطدم مع بعضها البعض أبدًا. لذلك ، حتى لو كنت بالقرب من انفجار مركبة فضائية في هذا الفضاء ، فلن تسمع صوتًا. من وجهة نظر فنية ، يمكن الطعن في هذا البيان ، يمكن للمرء محاولة إثبات أن الشخص لا يزال بإمكانه سماع الأصوات في الفضاء.
لنلقِ نظرة على هذا بمزيد من التفصيل:
كما تعلم ، يمكن أن تتحرك موجات الراديو في الفضاء. يشير هذا إلى أنك إذا وجدت نفسك في الفضاء وارتدت بدلة فضاء مزودة بجهاز استقبال راديو ، فسيتمكن رفيقك من إرسال إشارة راديو إليك ، على سبيل المثال ، تم إحضار البيتزا إلى المحطة الفضائية ، وسوف تسمع حقًا هو - هي. وسوف تسمعه لأن موجات الراديو ليست ميكانيكية ، إنها كهرومغناطيسية. يمكن للموجات الكهرومغناطيسية نقل الطاقة من خلال الفراغ. بمجرد أن يتلقى الراديو إشارة ، فإنه يحولها إلى صوت يتحرك بسلاسة عبر الهواء في بدلتك.
ضع في اعتبارك حالة أخرى: أنت تطير في الفضاء مرتديًا بدلة فضاء ، وضربت خوذتك عن طريق الخطأ على تلسكوب فضائي. وفقًا للفكرة ، يجب سماع صوت نتيجة الاصطدام ، حيث يوجد في هذه الحالة وسيط للموجات الصوتية: خوذة وهواء في بدلة الفضاء. لكن على الرغم من ذلك ، ستظل محاطًا بالفراغ ، لذلك لن يسمع مراقب مستقل صوتًا ، حتى لو ضربت رأسك بالقمر الصناعي عدة مرات.
تخيل أنك رائد فضاء وتم تكليفك بأداء مهمة معينة.
قررت الذهاب إلى الفضاء ، عندما تذكرت فجأة أنك نسيت ارتداء بدلة الفضاء. سيتم الضغط على وجهك على الفور على المكوك ، ولن يتبقى هواء في أذنيك ، لذلك لن تتمكن من سماع أي شيء. ومع ذلك ، قبل أن تخنقك "سلاسل الكون الفولاذية" ، ستكون قادرًا على إصدار بعض الأصوات من خلال التوصيل العظمي. في التوصيل العظمي ، تنتقل الموجات الصوتية عبر عظام الفك والجمجمة إلى الأذن الداخلية ، متجاوزة طبلة الأذن. نظرًا لأنه في هذه الحالة ليست هناك حاجة للهواء ، فسوف تستمع لمدة 15 ثانية أخرى إلى محادثات زملائك في المكوك. بعد ذلك ، من المحتمل أن تفقد الوعي وتبدأ في الاختناق.
كل هذا يشير إلى أنه بغض النظر عن كيفية محاولة صانعي أفلام هوليوود شرح الأصوات المسموعة في الفضاء ، كل نفس ، كما ثبت أعلاه ، لا يسمع الشخص أي شيء في الفضاء. لذلك ، إذا كنت ترغب حقًا في مشاهدة الخيال العلمي الحقيقي ، فننصحك بإغلاق أذنيك في المرة القادمة التي تذهب فيها إلى السينما عندما تدور بعض المعارك في مساحة فارغة. عندها سيبدو الفيلم واقعيًا حقًا وسيكون لديك موضوع جديد للمحادثة مع الأصدقاء.
الفكرة الأولى عن الموسيقى الكونية في الكون بسيطة للغاية: نعم ، لا توجد موسيقى على الإطلاق ولا يمكن أن تكون كذلك. الصمت. الأصوات هي اهتزازات تنتشر من جزيئات الهواء أو الأجسام السائلة أو الصلبة ، وفي الفضاء في الغالب لا يوجد سوى الفراغ والفراغ. لا يوجد شيء نتردد فيه ، ولا يوجد أي صوت ، ولا يوجد مكان تأتي منه الموسيقى: "في الفضاء ، لا أحد يستطيع أن يسمع صراخك". يبدو أن الفيزياء الفلكية والأصوات قصص مختلفة تمامًا.
من غير المحتمل أن توافق واندا دياز ميرسيد ، عالمة الفيزياء الفلكية في المرصد الفلكي الجنوب أفريقي الذي يدرس انفجارات أشعة جاما ، على هذا الرأي. في سن العشرين ، فقدت بصرها وأتيحت لها الفرصة الوحيدة للبقاء في علمها الحبيب - لتعلم الاستماع إلى الفضاء ، وهو ما قام به دياز ميرسيد بعمل ممتاز. بالتعاون مع زملائها ، صنعت برنامجًا ترجم البيانات التجريبية المختلفة من مجالها (على سبيل المثال ، منحنيات الضوء - اعتماد كثافة إشعاع الجسم الكوني في الوقت المناسب) إلى تركيبات صغيرة ، نوع من نظائر الصوت من الرسوم البيانية المرئية المألوفة . على سبيل المثال ، بالنسبة لمنحنيات الضوء ، تمت ترجمة شدة الصوت إلى تردد صوتي تغير بمرور الوقت - أخذ واندا بيانات رقمية وقارن الأصوات بها.
بالطبع ، بالنسبة للغرباء ، تبدو هذه الأصوات غريبة نوعًا ما ، على غرار نغمات الأجراس البعيدة ، لكن واندا تعلمت "قراءة" المعلومات المشفرة فيها جيدًا لدرجة أنها استمرت في القيام بالفيزياء الفلكية بشكل مثالي ، وفي كثير من الأحيان تكتشف أنماطًا بعيدة المنال زملائها المبصرين. يبدو أن موسيقى الفضاء يمكن أن تخبرنا الكثير من الأشياء الشيقة عن كوننا.
مركبات المريخ وغيرها من التقنيات: مداس ميكانيكي للبشرية
التقنية التي يستخدمها دياز ميرسيد تسمى صوتنة - نقل مصفوفات البيانات إلى إشارات صوتية ، ولكن هناك العديد من الأصوات الحقيقية في الفضاء ، وليس الأصوات التي يتم توليفها بواسطة الخوارزميات. يرتبط بعضها بأشياء من صنع الإنسان: تزحف المركبات نفسها على سطح الكوكب في فراغ كامل ، وبالتالي تصدر أصواتًا حتمًا.
يمكنك أيضًا سماع ما يخرج من هذا على الأرض. وهكذا أمضى الموسيقي الألماني بيتر كيرن عدة أيام في مختبرات وكالة الفضاء الأوروبية وسجل هناك مجموعة صغيرة من الأصوات من مختلف الاختبارات. ولكن فقط أثناء الاستماع إليهم ، تحتاج دائمًا إلى إجراء تصحيح بسيط عقليًا: يكون الجو أكثر برودة على المريخ منه على الأرض ، والضغط الجوي أقل بكثير ، وبالتالي فإن جميع الأصوات هناك تبدو أقل بكثير من نظيراتها الأرضية.
هناك طريقة أخرى لسماع أصوات آلاتنا التي تغزو الفضاء وهي أكثر تعقيدًا بعض الشيء: يمكنك تثبيت أجهزة استشعار تكتشف الاهتزازات الصوتية التي لا تنتشر عبر الهواء ، بل تنتشر مباشرة في أجسام الفنيين. لذا فقد استعاد العلماء الصوت الذي هبطت به مركبة فيلة الفضائية إلى السطح في عام 2014 - وهو صوت "بام" إلكتروني قصير ، كما لو أنه خرج من ألعاب لوحدة التحكم داندي.
محطة الفضاء الدولية المحيطة: تقنية تحت السيطرة
غسالة ، سيارة ، قطار ، طائرة - يمكن للمهندس المتمرس في كثير من الأحيان تحديد المشكلة بالأصوات التي يصدرها ، وتحول المزيد والمزيد من الشركات التشخيصات الصوتية إلى أداة مهمة وقوية. لأغراض مماثلة ، يتم أيضًا استخدام أصوات ذات أصل كوني. على سبيل المثال ، يقول رائد الفضاء البلجيكي فرانك دي وين إن محطة الفضاء الدولية غالبًا ما تقوم بعمل تسجيلات صوتية لمعدات العمل التي يتم إرسالها إلى الأرض لمراقبة تشغيل المحطة.
الثقب الأسود: أدنى صوت على الأرض
سمع الإنسان محدود: نحن ندرك الأصوات بترددات تتراوح من 16 إلى 20000 هرتز ، ولا يمكننا الوصول إلى جميع الإشارات الصوتية الأخرى. هناك العديد من الإشارات الصوتية في الفضاء تتجاوز قدراتنا. واحد من أشهرها ينبعث من ثقب أسود فائق الكتلة في مجموعة مجرة Perseus - هذا صوت منخفض بشكل لا يصدق يتوافق مع التذبذبات الصوتية لمدة عشرة ملايين سنة (للمقارنة: الشخص قادر على التقاط الصوت موجات بحد أقصى خمسمائة من الثانية).
صحيح أن هذا الصوت نفسه ، الناتج عن اصطدام نفاثات عالية الطاقة لثقب أسود وجزيئات غازية من حوله ، لم يصل إلينا - لقد خنقه فراغ الوسط النجمي. لذلك ، أعاد العلماء بناء هذا اللحن البعيد من البيانات غير المباشرة عندما فحص تلسكوب شاندرا للأشعة السينية الذي يدور في المدار دوائر عملاقة متحدة المركز في سحابة الغاز حول بيرسيوس - مناطق تركيز الغاز المتزايد والمنخفض ، التي تم إنشاؤها بواسطة موجات صوتية قوية بشكل لا يصدق من ثقب أسود.
موجات الجاذبية: أصوات ذات طبيعة مختلفة
أحيانًا تطلق الأجسام الفلكية الضخمة نوعًا خاصًا من الموجات حولها: الفضاء المحيط بها إما يتقلص أو يتوسع ، وهذه الاهتزازات تمر عبر الكون بأكمله بسرعة الضوء. في 14 سبتمبر 2015 ، وصول إحدى هذه الموجات إلى الأرض: تم شد وضغط هياكل متعددة الكيلومترات من كاشفات موجات الجاذبية عن طريق اختفاء أجزاء من الميكرونات عند اندماج اثنين من الثقوب السوداء ، على بعد مليارات السنين الضوئية من الأرض مرت بهم. فقط بضع مئات من الملايين من الدولارات (تقدر تكلفة التلسكوبات الثقالية التي التقطت الأمواج بحوالي 400 مليون دولار) ، وقد لمسنا تاريخ الكون.
تعتقد عالمة الكونيات جانا ليفين أنه إذا كنا (لسنا محظوظين بما فيه الكفاية) اقتربنا من هذا الحدث ، فسيكون من الأسهل بكثير إصلاح موجات الجاذبية: فهي ببساطة ستسبب اهتزازات في طبلة الأذن ، التي يدركها وعينا على أنها صوت. حتى أن مجموعة ليفين قامت بمحاكاة هذه الأصوات - لحن ثقبين أسودين يندمجان في مسافة لا يمكن تصورها. فقط لا تخلط بينه وبين الأصوات الشهيرة الأخرى لموجات الجاذبية - انفجارات إلكترونية قصيرة تنفجر في منتصف الجملة. هذا هو فقط صوتنة ، أي موجات صوتية لها نفس الترددات والسعات مثل إشارات الجاذبية المسجلة بواسطة أجهزة الكشف.
في مؤتمر صحفي في واشنطن ، قام العلماء حتى بتشغيل الصوت المزعج الذي جاء من هذا الاصطدام من مسافة لا يمكن تصورها ، لكنه كان مجرد محاكاة جميلة لما كان سيحدث لو لم يسجل الباحثون موجة جاذبية ، ولكن بالضبط نفس الشيء في جميع المعلمات (التردد ، السعة ، الشكل) الموجة الصوتية.
المذنب تشوريوموف - جيراسيمنكو: مركب عملاق
لا نلاحظ كيف يغذي علماء الفيزياء الفلكية خيالنا بالصور المرئية المحسنة. صور ملونة من تلسكوبات مختلفة ورسوم متحركة رائعة ونماذج وخيالات. في الواقع ، كل شيء أكثر تواضعًا في الفضاء: أغمق ، باهتًا وبدون صوت ، ولكن لسبب ما تكون التفسيرات المرئية للبيانات التجريبية أقل إرباكًا من الإجراءات المماثلة مع الأصوات.
ربما ستتغير الأمور قريبًا. حتى الآن ، غالبًا ما تساعد الصوتنة العلماء على رؤية (أو بالأحرى "سماع" - هذه هي التحيزات المنصوص عليها في اللغة) في نتائجهم أنماط جديدة غير معروفة. لذلك ، فوجئ الباحثون بأغنية المذنب Churyumov-Gerasimenko - تذبذبات المجال المغناطيسي بترددات مميزة من 40 إلى 50 ميجاهرتز ، يتم نسخها إلى أصوات ، بسببها يُقارن المذنب بنوع من المزج العملاق ، ينسج لحنه ليس من تيار كهربائي متناوب ، ولكن من متغيرات المجالات المغناطيسية.
الحقيقة هي أن طبيعة هذه الموسيقى لا تزال غير واضحة ، لأن المذنب نفسه ليس له مجال مغناطيسي خاص به. ربما تكون هذه التقلبات في المجالات المغناطيسية ناتجة عن تفاعل الرياح الشمسية والجسيمات التي تطير بعيدًا عن سطح المذنب إلى الفضاء الخارجي ، لكن هذه الفرضية لم يتم تأكيدها بشكل كامل.
النجوم النابضة: قليل من الحضارات خارج كوكب الأرض
ترتبط موسيقى الفضاء ارتباطًا وثيقًا بالتصوف. أصوات غامضة على القمر ، لاحظها رواد الفضاء في مهمة أبولو 10 (على الأرجح ، كانت تداخلًا لاسلكيًا) ، "موجات من الهدوء الكاسحة" لأغاني الكواكب ، تناغم الكرات ، في النهاية ، ليس بالأمر السهل للابتعاد عن الأوهام عند دراسة المساحات الشاسعة. كانت هذه القصة مع اكتشاف النجوم النابضة الراديوية - المترونومات العالمية ، التي تصدر نبضات راديوية قوية بثبات منهجي.
لأول مرة ، لوحظت هذه الأجسام في عام 1967 ، ثم أخطأ العلماء في اعتبارها أجهزة إرسال لاسلكية عملاقة من حضارة خارج كوكب الأرض ، لكننا الآن على يقين من أن هذه النجوم نيوترونية مضغوطة تتفوق على إيقاعها اللاسلكي لملايين السنين. Tam-Tam-Tam - يمكن تحويل هذه النبضات إلى أصوات ، تمامًا مثل الراديو الذي يحول موجات الراديو إلى موسيقى للحصول على إيقاع كوني.
الفضاء بين النجوم والأيونوسفير للمشتري: أغاني الرياح والبلازما
تنتج الرياح الشمسية العديد من الأصوات - تيارات من الجسيمات المشحونة من نجمنا. وبسبب ذلك ، يغني الغلاف المتأين لكوكب المشتري (هذه تقلبات صوتية في كثافة البلازما التي تشكل الغلاف المتأين) وحلقات زحل وحتى الفضاء بين النجوم.
في سبتمبر 2012 ، غادر المسبار الفضائي "" النظام الشمسي وأرسل إشارة غريبة إلى الأرض. تفاعلت تيارات الرياح الشمسية مع بلازما الفضاء بين النجوم ، مما أدى إلى تذبذبات مميزة للمجالات الكهربائية التي يمكن جعلها صوتنة. ضوضاء خشنة رتيبة تتحول إلى صافرة معدنية.
قد لا نترك نظامنا الشمسي أبدًا ، لكن لدينا الآن أكثر من مجرد صور فلكية ملونة. ألحان غريبة الأطوار تحكي عن العالم خارج كوكبنا الأزرق.
