Ғарыш біртекті ештеңе емес. Әртүрлі заттардың арасында газ және шаң бұлттары болады. Олар супернованың жарылыстарының қалдықтары және жұлдыздардың пайда болу орны. Кейбір аймақтарда бұл жұлдызаралық газ дыбыс толқындарын таратуға жеткілікті тығыз, бірақ олар адамның есту қабілетіне сезімтал емес.
Ғарышта дыбыс бар ма?
Нысан қозғалғанда - гитара бауының дірілі немесе жарылған отшашу болсын - бұл жақын жердегі ауа молекулаларына әсер етіп, оларды итергендей әсер етеді. Бұл молекулалар көршілеріне соғылады, ал олар өз кезегінде келесілерге түседі. Қозғалыс толқын тәрізді ауа арқылы таралады. Құлаққа жеткенде адам оны дыбыс ретінде қабылдайды.
Дыбыс толқыны ауа арқылы өткенде, оның қысымы дауылдағы теңіз суы сияқты жоғары-төмен ауытқиды. Бұл тербелістердің арасындағы уақыт дыбыс жиілігі деп аталады және герцпен өлшенеді (1 Гц – секундына бір тербеліс). Ең жоғары қысым шыңдары арасындағы қашықтық толқын ұзындығы деп аталады.
Дыбыс толқын ұзындығы артық емес ортада ғана тарай алады.бөлшектер арасындағы орташа қашықтық. Физиктер мұны «шартты бос жол» деп атайды - молекуланың біреуімен соқтығысқаннан кейін және келесімен әрекеттесуге дейін жүретін орташа қашықтық. Осылайша, тығыз орта қысқа толқынды дыбыстарды және керісінше жібере алады.
Ұзын толқынды дыбыстарда құлақ төмен дыбыстар ретінде қабылданатын жиіліктер болады. Орташа бос жолы 17 м (20 Гц) асатын газда дыбыс толқындары адамдар қабылдай алмайтын тым төмен жиілікте болады. Оларды инфрадыбыс деп атайды. Егер құлақтары өте төмен дыбыстарды ести алатын шетелдіктер болса, олар ғарышта дыбыстардың естілетінін анық білетін болар еді.
Қара тесік әні
Шамамен 220 миллион жарық жылы қашықтықта, мыңдаған галактикалар шоғырының орталығында, аса массивті қара құрдым ғалам бұрын естіген ең төменгі нотаны дыбыстап тұр. 57 октава орташа C деңгейінен төмен, бұл адамның есту қабілетінен шамамен миллион миллиард есе терең.
Адам ести алатын ең терең дыбыс секундтың 1/20 бөлігінде шамамен бір тербеліс цикліне ие. Персей шоқжұлдызындағы қара тесік 10 миллион жыл сайын шамамен бір тербеліс цикліне ие.
Бұл 2003 жылы NASA-ның Чандра ғарыштық телескопы Персей шоғырын толтыратын газдан бір нәрсені тапқан кезде белгілі болды: тоғандағы толқындар сияқты жарық пен қараңғылықтың шоғырланған сақиналары. Астрофизиктердің айтуынша, бұл керемет төмен жиілікті дыбыс толқындарының іздері. жарқынырақ -бұл газға қысым ең үлкен болатын толқындардың шыңдары. Күңгірт сақиналар қысым төмен болатын ойыстар болып табылады.
Көретін дыбыс
Ыстық, магниттелген газ ағынды судың айналасында айналатындай, қара тесіктің айналасында айналады. Ол қозғалған кезде күшті электромагниттік өріс жасайды. Қара құрдымның шетіне жақын орналасқан газды жарық жылдамдығына дейін жеделдету үшін жеткілікті күшті, оны релятивистік ағындар деп аталатын үлкен жарылыстарға айналдырады. Олар газды өз жолында бір жаққа бұруға мәжбүр етеді және бұл әсер ғарыштан қорқынышты дыбыстарды тудырады.
Олар көзінен жүздеген мың жарық жылы алыстағы Персей шоғыры арқылы жүреді, бірақ дыбыс оны тасымалдауға жеткілікті газ болған кезде ғана тарай алады. Осылайша ол Персей галактикасының шоғырын толтыратын газ бұлтының шетінде тоқтайды. Бұл оның дыбысын жер бетінде есту мүмкін емес дегенді білдіреді. Сіз тек газ бұлтындағы әсерді көре аласыз. Бұл дыбыс өткізбейтін камера арқылы ғарыштан қарап тұрған сияқты.
Біртүрлі планета
Біздің планета жер қыртысы жылжыған сайын терең ыңылайды. Сонда дыбыстардың кеңістікте таралатынына күмән жоқ. Жер сілкінісі атмосферада бір-бес Гц жиіліктегі тербелістерді тудыруы мүмкін. Егер жеткілікті күшті болса, ол атмосфера арқылы ғарыш кеңістігіне дыбыстан тыс толқындар жібере алады.
Әрине, Жер атмосферасы бітетін және ғарыш басталатын нақты шекара жоқ. Ауа бірте-бірте жіңішкереді, соңына дейінмүлде жоғалады. Жер бетінен 80-ден 550 километрге дейін молекуланың орташа еркін жүру жолы шамамен бір километрді құрайды. Бұл бұл биіктіктегі ауа дыбысты естуге болатыннан шамамен 59 есе жұқа дегенді білдіреді. Ол тек ұзын инфрадыбыстық толқындарды тасымалдай алады.
2011 жылы наурызда Жапонияның солтүстік-шығыс жағалауында 9,0 балдық жер сілкінісі болған кезде, дүние жүзіндегі сейсмографтар оның толқындарын Жер арқылы өтіп жатқанын тіркеді және тербеліс атмосферада төмен жиілікті тербелістерді тудырды. Бұл тербеліс Еуропалық ғарыш агенттігінің гравитация өрісі мен стационарлық мұхит айналымын зерттеуші (GOCE) жерсерігі төмен орбитадағы Жердің тартылыс күшін жер бетінен 270 километрге дейін салыстыратын жерге дейін жетті. Ал спутник бұл дыбыс толқындарын жаза алды.
GOCE бортында иондық қозғалтқышты басқаратын өте сезімтал акселерометрлер бар. Бұл спутникті тұрақты орбитада ұстауға көмектеседі. 2011 жылдың 11 наурызында GOCE акселерометрлері жер сілкінісінен шыққан дыбыс толқындары таралу кезінде жерсерік айналасындағы өте жұқа атмосфераның тік ығысуын, сондай-ақ ауа қысымының толқынды ығысуын анықтады. Жерсеріктің итергіштері офсетті түзетіп, деректерді сақтады, бұл жер сілкінісінің инфрадыбыстық жазбасы сияқты болды.
Бұл жазба Рафаэль Ф. Гарсия бастаған ғалымдар тобы осы құжатты жариялағанға дейін спутниктік деректерде жіктелді.
Бірінші дыбысғалам
Егер уақытты кері қайтару мүмкін болса, Үлкен жарылыстан кейінгі алғашқы 760 000 жылға дейін, ғарышта дыбыс бар-жоғын білуге болады. Ол кезде ғаламның тығыздығы сонша, дыбыс толқындары еркін тарала алатын.
Шамамен сол уақытта алғашқы фотондар ғарышта жарық ретінде қозғала бастады. Осыдан кейін бәрі субатомдық бөлшектердің атомдарға конденсациялануы үшін жеткілікті түрде суыды. Салқындату басталғанға дейін ғалам фотондарды, яғни жарықты құрайтын бөлшектерді жұтатын немесе шашыратқан зарядталған бөлшектерге - протондар мен электрондарға толы болды.
Бүгін ол өте сезімтал радиотелескоптарға ғана көрінетін микротолқынды фонның әлсіз жарқылы ретінде Жерге жетеді. Физиктер бұл реликті сәулелену деп атайды. Бұл ғаламдағы ең көне жарық. Ол кеңістікте дыбыс бар ма деген сұраққа жауап береді. CMB әлемдегі ең көне музыканың жазбасын қамтиды.
Көмек беретін жарық
Жарық ғарышта дыбыс бар-жоғын білуге қалай көмектеседі? Дыбыс толқындары ауада (немесе жұлдызаралық газда) қысымның ауытқуы ретінде таралады. Газды сығу кезінде ол қызады. Ғарыштық масштабта бұл құбылыстың қарқындылығы сонша, жұлдыздар пайда болады. Ал газ кеңейген кезде ол суытады. Ерте ғаламда таралатын дыбыс толқындары газ тәрізді ортада қысымның шамалы ауытқуын тудырды, бұл өз кезегінде ғарыштық микротолқынды фонда шағылысатын нәзік температура ауытқуларын қалдырды.
Температураның өзгеруін пайдалану, физикаВашингтон университеті Джон Крамер ғарыштан осы қорқынышты дыбыстарды - кеңейіп жатқан ғаламның музыкасын қалпына келтіре алды. Ол адам құлағы оны ести алуы үшін жиілікті 1026 есе көбейтті.
Сондықтан ғарышта айғайлағанды ешкім естімейді, бірақ жұлдыз аралық газ бұлттары арқылы немесе Жердің сыртқы атмосферасының сирек сәулелерінде қозғалатын дыбыс толқындары болады.
