19 септември 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Странните звуци на Вселената

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 11 юни 2015 в 21:54118651

Най-важното, което трябва да знаем за звуците е, че те се нуждаят от въздух. И това е единствената причина да не чуваме звуци в космоса.

 „В космоса никой не може да чуе твоя писък“, не защото на никой не му пука за теб. А просто защото няма как да те чуе.

Звуци от космоса? Това е глупост, ще ви каже всеки, който поназнайва малко физика. Космосът е вакуум, което означава, че звукът няма среда, за да съществува.

Но трябва да си признаем, че в космоса е имало звукови вълни. Това е било преди около 13,7 млрд. години, малко след Големия взрив. Може би все пак "в началото бе Словото"? Или едно голямо "Бум"?

Големият взрив

Първо, не приемайте Големият взрив буквално. "Големият взрив" е символично име. Няма никаква връзка с това, което сме свикнали да наричаме експлозия. Така че, едно голямо "Бум" не е имало. 

Но според професорът по физика Джон Креймър (John G. Cramer) от Вашингтонския университет в Сиатъл в бебешките години на Вселената гигантски звукови вълни са се разпространявали в среда, съставена предимно от плазма и газ и за известно време след Големия взрив се е запазила с достатъчна плътност. За да има звук, не е нужен непременно въздух, а само някаква среда, в която вълните на компресиране/разреждане, което представлява звукът, да могат да се разпространяват.

Американският учен твърди, че е успял да пресъздаде звуците, придружавали раждането на Вселената на базата на данни от космическата обсерватория "Планк". 

Като входни данни за своята работа, Джон Креймър взел карта на звездното небе с нанесени данни за разликата в температурата на различните участъци, получени от НАСА. Така той успял да изчисли честотата на звуковите вълни, носещи се из Вселената през първите 760 хиляди години от живота й, когато диаметърът й бил само 18 милиона светлинни години. 

Симулацията включва първите 760 000 години на еволюцията на Вселената, тъй като излъчваната фонова радиация се повишава и пада по интензитет. По-късно Вселената се разширява и се превръща по-скоро в "басов инструмент". Казано по друг начин, разширяването на Вселената "разтяга" звуковите вълни и по този начин се намаляват техните честоти.

Звуковите вълни са били много ниски по честота и са имали дължини на вълните, сравними с размера на Вселената. За удобство на хората, които не могат да чуят такива ниски честоти, Креймър ги е увеличи до слухови диапазон на човешкото ухо. Звуковите честоти, използвани в симулацията е трябвало да бъдат увеличени многократно, около 10 26 пъти, защото действителните честоти на Големия взрив, които са имали дължини на вълните от порядъка на части от размера на вселената, са твърде ниски, за да бъдат чути от хората (дори да е имало някой около).

В резултат са получени няколко звукови фрагмента, от които ще ви покажем този  с дължина от около 100 секунди. Както казва Креймър, звукът е подобен на "рева на летящ над вас на височина от около 30 метра голям самолет". 

Звуци от светлина или цветомузиката на космоса

В космическия вакуум е тихо, но пространството е изпълнено с океан от електромагнитни вълни с много различни честоти. Ние можем да възприемаме с очите си само много тесен диапазон от 380-760 нанометра, наречен видимата светлина.

Нашите уши не могат да "чуят" електромагнитни вълни. Но учените са записали тези електромагнитни вълни, обработили са ги и прехвърлили в обхвата на чуваемост на звуковите вълни. Така, след тази трансформация можем да чуем звуците на Космоса.

Техниката, която се използва е нещо подобно на цветомузиката, при която аудио сигналът се превръща в някакъв вид светлинни импулси. В случая става обратното: регистрираната радиация се преобразува в звук.

Сред електромагнитните вълни, които се разпространяват свободно в космическия вакуум са рентгеновото лъчение, ултравиолетовите лъчи, видимата светлина, инфрачервената радиация и радиовълните.

Именно дългите радиовълни са сравними по честота с честотите на въздушните вибрации, които чуваме с ушите си. Например, звуков диапазон е 20-20000 Hz, а на свръхдългите радиовълни е от 3 000 до 30 000 Hz. Непосредствено да чуем такива електромагнитни вълни не можем, защото нашето ухо възприема само вибрациите на въздушната среда. Но както всички радиовълни, те могат да се приемат с антена и да се прехвърлят на нормален високоговорител. И дори не се нуждаят от трансформация.

И ако звукът от Големият взрив ви се е сторил малко скучен, то в този и в следващите записи може да чуете наистина музиката на Вселената. 

Тук можете да слушате "гласът" на Юпитер:

Космическите ветрове на Уран:

Странната непозната песен на магнитното поле на Земята

През 2012 г. НАСА стартира сонда, която записва в звуковия обсег радиовълните, излъчвани от плазмените вълни в земната магнитосфера. Тази песен звучи като призив на извънземни птици, но записът е направен на нашата собствена планета. Учените наричат ​​зловеща последователност на треперливи звуци, "хор" (сhorus) - това е един от най-ярките феномени, регистриран някога от НАСА.

"Така бихме чували радиационния пояс, ако имахме радиоантени в ушите си", казва физикът Грег Клетцинг (Craig Kletzing), чийто екип в университета в Айова е построил приемникът "EMFISIS" (Набор от инструменти за изучаване на електрическото и магнитното поле).

Горният записът е направен чрез спътниците Storm Probe, изстреляни през септември 2012г, за да измерят плътността на тези заредени частици.

Радиовълните, на чиито честоти се формира този звук се образуват в двата радиационни магнитни обръча на Земята. Те я предпазват от опасната слънчева радиация. А наскоро научихме, че магнитосферата на Земята има структура на огромни плазмени тръби от високоенергетични йонизирани частици - предимно протони и електрони. 

Магнитосферата на Юпитер:

 

Магнитосферата на Ганимед:

Как бие сърцето на Слънцето

Дълбините на гигантските небесните тела не могат да се изследват директно. Но и вътрешността на Земята е недостъпна за нас, но чрез измерване на времето на разпространение на сеизмичните вълни, които са всъщност са акустични вибрации в много голяма дължина на вълната, сеизмолозите са направили подробна карта на вътрешността на Земята.

Подобни методи могат да бъдат приложени и за Слънцето, тъй като на повърхността му има вълни с период от около 5 минути, предизвикани от различни сеизмични колебания във вътрешността му. Тези процеси се изучават от хелиосеизмологията. За разлика от земетресенията, които са кратки, движението на енергийните потоци във вътрешността на Слънцето създава постоянен сеизмичен шум.

Хелиосеизмолозите са открили, че под горния слой, заемащ 14% от радиуса на Слънцето, веществото се върти синхронно с период от 27 денонощия (а как се върти слънчевото ядро не е ясно досега). Горният слой въртенето при екватора е по-бързо -  с период от 25 дни (по-бързо и от долния слой), а в полярните райони е по-бавно - с период от 36 дни.

Тези акустични звуци - биенето на слънчевото сърце може да чуете тук:

Микровълновото фоново лъчение

Реликтовото лъчение е космическа електромагнитно излъчване, идващо към Земята от всички посоки на небето с един и същ интензитет и с характерен спектър на на излъчване на абсолютно черно тяло радиация при температура от около 3 K (3 градуса по абсолютната скала на Келвин, което съответства на -270 ° С). При тази температура, основният дял на излъчване се пада на радиовълните в см и мм обхват.

Нарича се "реликтово" защото в рамките на общоприетата сега теория за горещата Вселена това излъчване е възникнало на ранен етап от разширението на нашия свят, когато материята му е била практически еднородна и много гореща.

Звукът наподобява на звука от ненастроен телевизор, но все пак идва от много интересни времена, когато малките неравномерности са дали начало на огромните структури във Вселената.

Зловещата мелодия на пръстените на Сатурн

Тези научно-фантастична звукови ефекти в зловеща хармония от крещящи гласове са записани от космическия апарат Касини-Хюйгенс. Касини е съвместен проект между НАСА, Европейската космическа агенция и Италианската космическа агенция, която започва да записва радиоемисиите на Сатурн през 2002 г., когато е бил на 377 милиона километра от планетата. Шумовете са всъщност радиоемисии, генерирани заедно с полярните сияния на планетата. 

През юли 1610 г. Галилео Галилей публикувал зашифровано съобщение със следното съдържание: ". Най-отдалечената от планетите наблюдавах тройна". "Най-отдалечената от планетите" по това време са считали Сатурн, а неговите пръстени Галилей видял в телескопа като две неясни петна по краищата на планетата. Половин век по-късно Кристиан Хюйгенс съобщил, че Сатурн има пръстени, а през 1675, Касини открива пролука между пръстените.

В края на XIX век представената за първи път от Жан Касини хипотезата за метеорния произход на пръстените на Сатурн получава теоретично, а през 1893 г. - и наблюдателно потвърждение. През XX век постепенно се натрупват нови данни за пръстените на планетата: за размера и концентрацията на частиците в пръстените на Сатурн, а спектралният анализ разкрива, че пръстените са предимно от прах и лед. Наскоро научихме и за наличието на още един огромен пръстен на Сатурн.

Следващите звуци са създадени от праховите частици на пръстените на Сатурн, ударящи се в радиоантената на Вояджър 2, по време на полета му към Нептун и по-нататък, зад пределите на Слънчевата система.

Радиозвуци на пръстените на Сатурн, записани от автоматичната междупланетна станция "Вояджър 2":

Радиопулсар PRS B0329+54

Това е един от най-известните и един от първите открити пулсари. Има период от 715 милисекунди и се завърта 1,4 пъти в секунда.

Звуците наистина са като от стъпки за приближаващ се неприятен субект:

Пулсарите са били открити през юни 1967 г., от Джоселин Бел, аспирантка на Хюиш с радиотелескопа в университета в Кеймбридж при дължина на вълната от 3,5 м (85.7 MHz ) по време на наблюдения на точкови радиоизточници. Хюиш получава за това през 1974 Нобелова награда. Резултатите от наблюдението са били държани в тайна в продължение на половин година, а първият открит пулсар е наречен LGM-1 (Little Green Men - малко зелено човече). Дълго време са смятали за изкуствени строго периодичните импулси на радиоизлъчване.

Радиопулсарът Vela PSR B0833-45

Преди около 11 хиляди години е избухнала звезда в съзвездието Корабни платна (Vela). Хората, живеещи по това време, в началото на историята на цивилизацията, са можели да видят в небето странна ярка звезда. Външните обвивки на звездата се сблъскват с междузвездното пространство, резултатът е ударна вълна, която се наблюдава и до днес. Почти сферичното разширяване на ударната вълна е видимо в рентгенови лъчи.

В центъра на останките на свръхновата Vela на разстояние около 800 светлинни години от Земята се намира пулсарът Vela PSR B0833-45 - ядрото на колапсиралата звезда. Пулсарът Vela е неутронна звезда. Нейната маса надвишава слънчевата, с плътност, сравнима с атомно ядро. Тя е с диаметър от около 20 км и се носи през мъглявината, останала от експлозията на свръхновата и се върти около оста си със скорост 10 оборота в секунда.

Чуйте този космически барабан:

Радарно ехо от повърхността на Титан

Записът е получен от превръщането на радарното ехо от сондата Хюйгенс през последните км от нейното спускане към Титан в звуци от човешкия слухов диапазон. С наближаването на повърхността се увеличава интензивността.

Накрая - да се върнем отново на Земята.

Радиовълните на земните мълнии

Радиолюбителите ги наричат атмосферици – радиовълни, излъчвани при силните електрически разряди на мълниите. В близост до земната повърхност стават  около 100 мълния на секунда. Ето защо, във всяка точка на земното кълбо може почти непрекъснато да се регистрират атмосферици. Електромагнитната енергия на атмосфериците се излъчва предимно в честотната област 4–8 kHz. 

При радиоприемане  атмосфериците се чуват като шум или характерно писукане с промяна на тона (с намаляване на неговата честота). Това се дължи на различната скорост на разпространение на радиовълните с различна честота – при отдалечен атмосферен разряд, високочестотните електромагнитни вълни пристигат в мястото на приемане преди нискочестотните вълни. 

Източници:

NASA Spacecraft Records 'Earthsong'

Earth's magnetic field is singing. This is what it sounds like., Robbie Gonzalez

5 Insane Things Hiding Just Outside Of Human Perception, Tim Parent, Matt Farmer 

The Sound of the Big Bang. Planck Version (2013), John G. Cramer

Sound of the Big Bang, John G. Cramer

Есть ли звук в космосе?

Реальные Звуки Космоса


Препоръчани материали
+ 8
- 0

 
Още от : Космология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.