Nafasi si kitu cha aina moja. Kati ya vitu mbalimbali kuna mawingu ya gesi na vumbi. Ni mabaki ya milipuko ya supernova na tovuti ya malezi ya nyota. Katika baadhi ya maeneo, gesi hii ya nyota ina msongamano wa kutosha kueneza mawimbi ya sauti, lakini haiathiriwi na usikivu wa binadamu.
Je, kuna sauti angani?
Kitu kinaposogea - iwe mtetemo wa uzi wa gitaa au fataki inayolipuka - huathiri molekuli za hewa zilizo karibu, kana kwamba inazisukuma. Molekuli hizi huanguka kwa majirani zao, na zile, kwa upande mwingine, katika zinazofuata. Harakati huenea kupitia hewa kama wimbi. Inapofika sikioni, mtu huiona kama sauti.
Wakati wimbi la sauti linapopitia hewani, shinikizo lake hubadilika na kushuka kama maji ya bahari katika dhoruba. Muda kati ya mitetemo hii inaitwa mzunguko wa sauti na hupimwa kwa hertz (1 Hz ni oscillation moja kwa sekunde). Umbali kati ya vilele vya juu zaidi vya shinikizo huitwa urefu wa wimbi.
Sauti inaweza tu kueneza kwa njia ambayo urefu wa wimbi si zaidi yaumbali wa wastani kati ya chembe. Wanafizikia huita hii "barabara isiyo na masharti" - umbali wa wastani ambao molekuli husafiri baada ya kugongana na moja na kabla ya kuingiliana na inayofuata. Kwa hivyo, kati mnene inaweza kusambaza sauti fupi za urefu wa mawimbi na kinyume chake.
Sauti za mawimbi marefu zina mikondo ambayo sikio huhisi kama toni za chini. Katika gesi iliyo na njia isiyolipishwa ya zaidi ya m 17 (20 Hz), mawimbi ya sauti yatakuwa masafa ya chini sana kuweza kutambuliwa na wanadamu. Wanaitwa infrasounds. Iwapo kungekuwa na wageni wenye masikio yanayoweza kusikia noti za chini sana, wangejua kwa uhakika ikiwa sauti zinaweza kusikika katika anga ya juu.
Wimbo wa Shimo Nyeusi
Takriban umbali wa miaka nuru milioni 220, katikati ya kundi la maelfu ya galaksi, shimo jeusi kubwa sana linavuma sauti ya chini kabisa ambayo ulimwengu haujawahi kusikia. Oktati 57 chini ya C ya kati, ambayo ni takriban mara bilioni milioni ya kina kuliko usikivu wa binadamu.
Sauti ya ndani kabisa ambayo mwanadamu anaweza kusikia ina mzunguko wa takriban mtetemo mmoja kila 1/20 ya sekunde. Shimo jeusi kwenye kundinyota la Perseus huwa na mzunguko wa takriban msisimko mmoja kila baada ya miaka milioni 10.
Hii ilikuja kujulikana mwaka wa 2003, wakati Darubini ya Anga ya Chandra ya NASA ilipogundua kitu kwenye gesi inayojaza Nguzo ya Perseus: pete zilizokolea za mwanga na giza, kama mawimbi kwenye bwawa. Wanajimu wanasema kwamba hizi ni athari za mawimbi ya sauti ya masafa ya chini sana. kung'aa zaidi -hizi ni vilele vya mawimbi ambapo shinikizo kwenye gesi ni kubwa zaidi. Pete nyeusi zaidi ni miteremko ambapo shinikizo liko chini.
Sauti unaweza kuona
Gesi ya joto na ya sumaku huzunguka shimo jeusi, kama maji yanayozunguka mfereji wa maji. Inaposonga, hutengeneza uwanja wenye nguvu wa sumakuumeme. Inayo nguvu ya kutosha kuharakisha gesi karibu na ukingo wa shimo jeusi hadi karibu kasi ya mwanga, na kuifanya kuwa milipuko mikubwa inayoitwa jeti za relativistic. Hulazimisha gesi kugeuka upande inapoelekea, na athari hii husababisha sauti za kutisha kutoka angani.
Wanasafiri kupitia Kundi la Perseus mamia kwa maelfu ya miaka ya mwanga kutoka kwa chanzo chao, lakini sauti inaweza tu kusafiri mradi kuna gesi ya kutosha kuibeba. Kwa hivyo husimama kwenye ukingo wa wingu la gesi linalojaza nguzo ya galaksi ya Perseus. Hii ina maana kwamba haiwezekani kusikia sauti yake duniani. Unaweza tu kuona athari kwenye wingu la gesi. Inaonekana kuangalia angani kwenye kamera isiyozuia sauti.
Sayari ya ajabu
Sayari yetu hutoa kilio kikubwa kila wakati ukoko wake unaposonga. Kisha hakuna shaka ikiwa sauti huenea angani. Tetemeko la ardhi linaweza kuunda mitetemo katika angahewa na mzunguko wa Hz moja hadi tano. Ikiwa ni nguvu ya kutosha, inaweza kutuma mawimbi ya subsonic kupitia angahewa hadi anga ya juu.
Bila shaka, hakuna mpaka wazi ambapo angahewa ya Dunia inaishia na nafasi kuanza. Hewa hupungua polepole hadi mwishowekutoweka kabisa. Kutoka kilomita 80 hadi 550 juu ya uso wa Dunia, njia ya bure ya molekuli ni karibu kilomita. Hii ina maana kwamba hewa katika mwinuko huu ni nyembamba mara 59 kuliko inavyowezekana kusikia sauti. Inaweza tu kubeba mawimbi marefu ya infrasonic.
Tetemeko la ardhi la kipimo cha 9.0 lilipokumba pwani ya kaskazini-mashariki mwa Japani mnamo Machi 2011, seismographs kote ulimwenguni zilirekodi mawimbi yake yakipita Duniani, na mitetemo hiyo ilisababisha mitetemo ya masafa ya chini katika angahewa. Mitetemo hii imesafiri hadi pale Eneo la Mvuto la Shirika la Anga la Ulaya na setilaiti isiyosimama ya Ocean Circulation Explorer (GOCE) inapolinganisha nguvu ya uvutano ya Dunia katika obiti ya chini hadi kilomita 270 juu ya uso wa dunia. Na setilaiti iliweza kurekodi mawimbi haya ya sauti.
GOCE ina viongeza kasi nyeti sana ubaoni ambavyo vinadhibiti kirushaji cha ayoni. Hii husaidia kuweka setilaiti katika obiti thabiti. Mnamo Machi 11, 2011, viongeza kasi vya GOCE viligundua mabadiliko ya wima katika angahewa nyembamba sana kuzunguka satelaiti, na vile vile mabadiliko ya shinikizo la hewa, kama mawimbi ya sauti kutoka kwa tetemeko la ardhi yanaenea. Virutubisho vya setilaiti hiyo vilirekebisha kifaa na kuhifadhi data, ambayo ikawa kitu kama rekodi ya tetemeko la ardhi.
Ingizo hili liliainishwa katika data ya setilaiti hadi timu ya wanasayansi wakiongozwa na Rafael F. Garcia ilipotoa hati hii.
Sauti ya kwanza ndaniulimwengu
Kama ingewezekana kurejea wakati, hadi takriban miaka 760,000 ya kwanza baada ya Mlipuko Mkubwa, mtu angeweza kujua kama kuna sauti angani. Wakati huo, ulimwengu ulikuwa mzito sana hivi kwamba mawimbi ya sauti yangeweza kusafiri kwa uhuru.
Takribani wakati huohuo, fotoni za kwanza zilianza kusafiri angani kama nyepesi. Baada ya hapo, kila kitu hatimaye kilipoa vya kutosha kwa chembe ndogo za atomu kujilimbikiza kuwa atomi. Kabla ya hali ya kupoeza kutokea, ulimwengu ulijaa chembe za chaji - protoni na elektroni - ambazo zilifyonza au kutawanya fotoni, chembe zinazounda mwanga.
Leo inafika Duniani kama mwanga hafifu wa mandharinyuma ya microwave, inayoonekana tu kwa darubini nyeti sana za redio. Wanafizikia huita mionzi hii ya mabaki. Ni nuru ya zamani zaidi katika ulimwengu. Inajibu swali la ikiwa kuna sauti katika nafasi. CMB ina rekodi ya muziki kongwe zaidi ulimwenguni.
Nuru ya kusaidia
Nuru hutusaidiaje kujua kama kuna sauti angani? Mawimbi ya sauti husafiri kupitia hewa (au gesi kati ya nyota) kama mabadiliko ya shinikizo. Wakati gesi imesisitizwa, inakuwa moto zaidi. Kwa kiwango cha cosmic, jambo hili ni kali sana kwamba nyota huunda. Na wakati gesi inapanuka, inapoa. Mawimbi ya sauti yaliyokuwa yakienea katika ulimwengu wa awali yalisababisha kushuka kwa shinikizo kidogo katika mazingira ya gesi, ambayo nayo yaliacha mabadiliko madogo madogo ya halijoto yakionyeshwa katika mandharinyuma ya microwave.
Kwa kutumia mabadiliko ya halijoto, fizikiaChuo Kikuu cha Washington John Kramer aliweza kurejesha sauti hizi za kutisha kutoka angani - muziki wa ulimwengu unaopanuka. Alizidisha mzunguko kwa mara 1026 ili masikio ya binadamu yaweze kumsikia.
Kwa hivyo hakuna mtu anayesikia sauti ya mayowe angani, lakini kutakuwa na mawimbi ya sauti yanayotembea kupitia mawingu ya gesi kati ya nyota au katika miale ya nadra ya angahewa la nje la Dunia.
