Liệu âm thanh du hành trong không gian

• Có Thể 21, 2024

Các trận chiến không gian trong các bộ phim là những vụ ồn ào với những vụ nổ và vụ nổ đánh vào tàu. Nhưng âm thanh sẽ thực sự đi qua không gian? Câu trả lời đơn giản là không có. Tuy nhiên, có nhiều hơn thế.

Âm thanh là gì?
Âm thanh là một loại năng lượng. Nó được tạo ra khi một cái gì đó rung động. Bất cứ điều gì tạo ra sự rung động, chẳng hạn như giọng nói của bạn, là nguồn của âm thanh. Âm thanh di chuyển ra khỏi nguồn thông qua không khí hoặc một số vật liệu khác.

Các phân tử không khí phát ra xung quanh với tốc độ cao, do đó, nhìn chung chúng khá đều nhau. Nhưng nếu bạn quyết định chơi guitar thì sao? Dây đàn rung lên. Khi một chuỗi di chuyển ra ngoài, nó đẩy các phân tử không khí gần đó lại với nhau. Điều này tạo ra một khu vực nơi các phân tử dày đặc hơn. Khi chuỗi di chuyển trở lại, nó để lại một khu vực có ít hạt hơn trong đó, vì vậy nó ít đậm đặc hơn.

Sự rung động lan ra bên ngoài vì các khu vực có mật độ cao và thấp xen kẽ làm thay đổi mật độ của các phân tử bên cạnh chúng, v.v. Cách mật độ thay đổi khi sóng âm truyền đi được hiển thị ở đây. Mật độ khác nhau gây ra những thay đổi nhỏ trong áp suất không khí và tai chúng ta nhạy cảm với chúng. Bộ não của chúng ta giải thích chúng như âm thanh.

Tần số của âm thanh cho chúng ta biết tần suất sóng đến. Tần số càng thấp thì âm vực càng thấp. Âm thanh thấp nhất mà tai người phát hiện là hai mươi sóng mỗi giây.

Trận chiến không gian - ồn ào hay im lặng?
Vì âm thanh cần các hạt để mang rung động, nó không thể truyền qua chân không. Trình diễn này cho thấy những gì xảy ra với tiếng chuông trong bình khi không khí được bơm ra. Khi không khí đi ra, âm thanh trở nên mờ hơn. Chúng không thể lấy hết không khí, vì vậy bạn có thể nghe thấy một âm thanh yếu ớt phát ra lớn hơn khi chúng cho không khí vào lại.

Nếu chúng ta đang xem một trận chiến không gian, chúng ta sẽ không nghe thấy tiếng nổ khi một con tàu bị bắn - trừ khi chúng ta ở trong đó! Trong trường hợp đó, âm thanh có thể đi qua thân tàu và không khí bên trong sẽ mang nó đi xa hơn.

Phi hành gia
Vì Mặt trăng không có bầu khí quyển, các phi hành gia trên bề mặt liên lạc bằng radio. Sóng vô tuyến là bức xạ điện từ như ánh sáng, vì vậy chúng không cần các hạt để mang chúng. Nếu hai phi hành gia gần nhau, họ có thể nói chuyện trực tiếp bằng cách chạm vào mũ bảo hiểm để truyền âm thanh. Thợ lặn dưới nước trong mũ bảo hiểm làm điều này.

Mặt trời ồn ào
Rung là âm thanh và Mặt trời luôn rung động. Những rung động này được tạo ra bởi sự đối lưu ngay dưới bề mặt của Mặt trời. Đối lưu là cách nhiệt đi trong chất lỏng (chất lỏng hoặc khí). Vật liệu nóng hơn, ít đậm đặc hơn, và vật liệu chìm, mát hơn, chìm hơn. Đối lưu là cách nước sôi trên bếp. Bạn thấy những bong bóng lớn nổi lên và vỡ khi chúng chạm vào bề mặt, và nước trở nên rất kích động.

Một cái gì đó tương tự xảy ra trong Mặt trời, nhưng chúng ta không thể nghe thấy nó. Các sóng âm thanh không truyền đến chúng ta trong không gian và tần số quá thấp đối với tai người. Tuy nhiên, các chuyển động ra vào của các rung động có thể được phát hiện bằng một dụng cụ đặc biệt trên tàu vũ trụ SOHO (Solar và Heliospheric).

Là không gian một chân không?
Chúng ta biết âm thanh là gì, vì vậy bây giờ chúng ta hãy nghĩ về chân không là gì. Một chân không hoàn hảo sẽ không có hạt trong đó. Chúng tôi không biết bất kỳ trong số này. Ngay cả chân không phòng thí nghiệm tốt nhất trên Trái đất cũng có vài trăm hạt trên mỗi cm khối. Nghe có vẻ nhiều, nhưng hãy nhớ rằng đây là vô cùng các hạt nhỏ. Mỗi centimet khối của không khí bạn hít vào chứa khoảng ba mươi triệu hạt. (Đó là số 3 theo sau là 19 số không!) Ngay cả trong không gian giữa các ngôi sao cũng có khoảng năm hạt trong mỗi centimet khối, và có nhiều tinh vân hơn.

Lỗ đen hát
Chúng ta đã thấy rằng sóng âm (mặt trời) của Mặt trời không thể đi được rất xa, nhưng chính sự rung động có thể được phát hiện một cách trực quan. Tuy nhiên, vào năm 2003, một nhóm các nhà thiên văn học đến từ Cambridge, Anh đã quan sát thấy sóng áp lực - về cơ bản là sóng âm thanh - đến từ một lỗ đen trong cụm thiên hà Perseus cách đó khoảng 250 triệu năm ánh sáng.

Một lỗ đen không hút vật chất như ai đó uống qua ống hút. Khí và các vật liệu khác quay quanh nó trong một đĩa bồi tụ và xoắn ốc vào lỗ đen. Do trọng lực mạnh của nó, có sự gia nhiệt ma sát mạnh giải phóng năng lượng dưới dạng tia X. Nhóm nghiên cứu Cambridge đã quan sát khu vực bằng Đài quan sát tia X Chandra.

Năng lượng từ lỗ đen làm nóng khí gần đó, khiến nó trở nên đậm đặc hơn so với phần còn lại của khí trong cụm. Thỉnh thoảng một làn sóng các hạt năng lượng được giải phóng vào khí, gây ra tương đương với một sóng âm thanh. Những sóng này hiện lên như những gợn sóng khổng lồ trong khí - 30.000 năm ánh sáng. Bạn có thể thấy những gợn sóng trong khí trong hình ảnh này của NASA. Các nhà thiên văn học đã sử dụng các gợn sóng để tính tần số của sóng. Lỗ đen chỉ hát một nốt nhạc: một B-phẳng thấp hơn 57 quãng tám so với âm trung của đàn piano C. Tần số của nó là một trên 10 triệu năm, thấp hơn nhiều so với ngưỡng nghe của chúng ta.

Âm thanh có thể đi qua không gian?
Tóm lại, có. Có âm thanh trong không gian dưới dạng sóng âm rất chậm. Mật độ hạt thay đổi trong không gian, nhưng không có chân không hoàn hảo. Chúng tôi có thể phát hiện sóng bằng kính viễn vọng.

Nhưng không, không có âm thanh nào nếu âm thanh chúng tôi có nghĩa là một cái gì đó chúng ta có thể nghe hoặc phát hiện với một micro nhạy cảm. Vụ nổ không gian sẽ im lặng.

Tài liệu tham khảo:
Niels Marquest, Giới thiệu về các nguyên tắc của Vật lý chân không Đăng nhập

Video HướNg DẫN: Cha mẹ thay đổi - Tập 1 - Âm thanh của những bản nhạc buồn [FULL] (Có Thể 2024).