Voiko ääni matkustaa avaruuden läpi

• Huhtikuu 20, 2024

Elokuvien avaruustaistelut ovat meluisia asioita, ja räjähdykset ja räjähdykset lyövät aluksia. Mutta kuulostaisiko matka todella avaruuden kautta? Yksinkertainen vastaus on ei. Silti siinä on enemmän.

Mikä on ääni?
Ääni on eräänlainen energia. Se tuotetaan, kun jokin värisee. Mikä tuottaa värähtelyä, kuten äänesi, on lähde äänestä. Ääni siirtyy lähteestä ilman tai muun materiaalin kautta.

Ilmamolekyylit suihkuttelevat suurella nopeudella, joten ne jakautuvat melko tasaisesti. Mutta entä jos päätät soittaa kitaraa? Merkkijonot värähtelevät. Kun naru liikkuu ulospäin, se työntää lähellä olevat ilmamolekyylit yhteen. Tämä luo alueen, jolla molekyylit ovat tiheämpiä. Kun naru liikkuu takaisin, se jättää alueen, jossa on vähemmän hiukkasia, joten se on vähemmän tiheä.

Tärinä leviää ulospäin, koska vuorottelevan korkean ja matalan tiheyden alueet muuttavat vieressä olevien molekyylien tiheyttä ja niin edelleen. Täällä näkyy tapa, jolla tiheys muuttuu ääniaallon liikkuessa. Erilaiset tiheydet aiheuttavat pieniä muutoksia ilmanpaineessa ja korvat ovat herkkiä heille. Aivomme tulkitsevat niitä ääninä.

Äänen taajuus kertoo meille kuinka usein aallot saapuvat. Mitä matalampi taajuus, sitä matalampi nousu. Ihmisen korvan alhaisin ääni on kaksikymmentä aaltoa sekunnissa.

Avaruustaistelut - meluisa tai hiljainen?
Koska ääni tarvitsee hiukkasia värähtelyn kantamiseksi, se ei voi kulkea tyhjiön läpi. Tämä esittely osoittaa, mitä tapahtuu purkissa olevan soittoäänen renkaalle, kun ilma pumpataan. Kun ilma menee ulos, ääni muuttuu heikommaksi. Ne eivät pääse kaikkeen ilmaan, joten kuulet heikon äänen, joka tulee kovemmaksi, kun he päästävät ilmaa takaisin sisään.

Jos katsomme avaruustaistelua, emme kuule räjähdystä, kun alus osui - ellemme olisimme siinä! Tällöin ääni voisi tulla rungon läpi ja sisäinen ilma kuljettaisi sitä edelleen.

astronautit
Koska Kuulla ei ole ilmapiiriä, pinnan astronautit kommunikoivat radion kautta. Radioaallot ovat sähkömagneettista säteilyä kuin valo, joten niiden kuljettamiseen ei tarvita hiukkasia. Jos kaksi astronauttia olisi lähellä toisiaan, he saattavat pystyä puhumaan suoraan koskettamalla kypärää äänen siirtämiseksi. Kypärien vedenalaiset sukeltajat tekevät tämän.

Meluisa aurinko
Tärinä on ääntä ja aurinko värisee koko ajan. Nämä värähtelyt luodaan konvektiolla auringon pinnan alla. Konvektio on tapa, jolla lämpö kulkee nesteessä (nesteessä tai kaasussa). Kuumempi, vähemmän tiheä materiaali nousee ja viileämpi, tiheämpi materiaali uppoaa. Konvektion avulla vesi kiehuu liedellä. Näet, että suuret kuplat nousevat ja rikkoutuvat, kun ne osuvat pintaan, ja vesi sekoittuu hyvin.

Jotain vastaavaa tapahtuu auringossa, mutta emme kuule sitä. Ääniaallot eivät kulje meille avaruuden kautta, ja taajuus on liian pieni ihmisen korville. Tärinän sisään- ja ulos-liikkeet voidaan kuitenkin havaita erityisellä instrumentilla SOHO (Solar and Heliospheric Observatory) -aluksella.

Onko tila tyhjiö?
Tiedämme, mikä ääni on, joten ajatellaan nyt sitä, mikä on tyhjiö. Täydellisessä tyhjiössä ei olisi hiukkasia. Emme tiedä mitään näistä. Jopa maapallon parhaassa laboratorio tyhjiössä on muutama sata hiukkasta kuutiometriä kohti. Se voi kuulostaa paljon, mutta muista nämä ovat erittäin pienet hiukkaset. Jokainen hengitetyn ilman kuutiosentti sisältää noin kolmekymmentä kvintillion hiukkasta. (Se on 3, jota seuraa 19 nollaa!) Jopa tähtien välisessä tilassa on noin viisi hiukkasta kuutiometriä kohden, ja sumussa on enemmän.

Laulava musta aukko
Olemme nähneet, että Auringon akustiset (ääni) aallot eivät pääse kovin kaukana, mutta itse värähtely voidaan havaita visuaalisesti. Vuonna 2003 Englannin Cambridgen tähtitieteilijöiden ryhmä kuitenkin havaitsi paineaaltoja - lähinnä ääni-aaltoja -, jotka tulivat Perseuksen galaksiryhmän mustasta aukosta noin 250 miljoonan valovuoden päässä.

Musta reikä ei ime asiaa kuin joku juomalla oljen läpi. Kaasu ja muu materiaali kiertävät sitä lisäyslevyllä ja kierrettävät mustaan ​​reikään. Vahvan painovoimansa vuoksi siinä on voimakas kitkakuumennus, joka vapauttaa energiaa röntgensäteinä. Cambridge-ryhmä tarkkaili aluetta Chandra-röntgen observatorion avulla.

Mustasta reiästä tuleva energia lämmittää lähellä olevan kaasun, jolloin se on vähemmän tiheä kuin muu klusterin kaasu. Toisinaan kaasuun vapautuu energisten hiukkasten aalto, mikä vastaa ääniaallon vastaavuutta. Nämä aallot näkyvät valtavina väreinä kaasussa - 30 000 valovuotta poikki. Voit nähdä kaasun väreily tässä NASA-kuvassa. Tähtitieteilijät laskivat aallon taajuuden aallot. Musta reikä laulaa vain yhden nuotin: B-litteä, joka on 57 oktaavia alempi kuin pianon keskimmäinen C. Sen taajuus on yksi 10 miljoonaa vuotta kohden, mielikuvituksellisesti kaukana kuulokynnyksestämme.

Voiko ääni matkustaa avaruuden läpi?
Yhteenvetona kyllä. Avaruudessa on ääntä erittäin hitaasti liikkuvien akustisten aaltojen muodossa. Hiukkastiheys vaihtelee tilassa, mutta siinä ei ole täydellistä tyhjiötä. Saatamme havaita aallot kaukoputkilla.

Mutta ei, äänestä ei ole mitään ääni tarkoitamme jotain, jonka kuulimme tai havaitsimme herkällä mikrofonilla. Avaruusräjähdykset olisivat hiljaisia.

Viite:
Niels Marquardt, ”Johdatus tyhjöfysiikan periaatteisiin” //www.chemicalosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Video-Ohjeita: Avaruuden laukaisu | Sarjakuvat lapsille | Hauskat videot | Loco Nuts Cartoon | Space Tripping (Huhtikuu 2024).