jaki jest najgłośniejszy dźwięk we wszechświecie?

ludzka tolerancja na dźwięk jest, na poziomie galaktycznym, mizerna. Erupcje wulkanów, intensywne prace budowlane młotem pneumatycznym, moje krwawe Walentynkowe koncerty—te zjawiska wywołujące szumy uszne są ledwie szeptem, oprócz majestatycznych, roiling wybuchów i kolizji, które dzieją się w kosmosie.,

oczywiście większość tej aktywności jest technicznie bezdźwięczna—w atmosferze przestrzeni brakuje materiału, który umożliwia fale dźwiękowe. Tak więc w tym tygodniu zapytaliśmy ekspertów z dziedziny astronomii i Astrofizyki, jaki byłby najgłośniejszy dźwięk, gdyby dźwięk taki, jaki rozumiemy, istniał tam na górze. Jak się okazuje, czasami tak jest—a kiedy nie, czasami możemy przekształcić odpowiednie emisje w dźwięk tolerowany przez nasze małe, przyziemne uszy.,

Greg Salvesen

National Science Foundation Postdoctoral Fellow, Astronomia& Astrofizyka, Uniwersytet Kalifornijski, Santa Barbara

o ile mi wiadomo, gromada galaktyk Perseusza jest aktualnym rekordzistą pod względem najgłośniejszego dźwięku odkrytego we wszechświecie. Generowanie dźwięku wymaga dwóch warunków. Po pierwsze, musi istnieć medium, przez które mogą przemieszczać się fale dźwiękowe, takie jak powietrze lub inny gaz., Rzeczywiście, istnieje bardzo gorący gaz, który przenika przestrzeń między tysiącami galaktyk, które tworzą gromadę galaktyk Perseusza. Gaz ten świeci jako światło rentgenowskie, które możemy obserwować za pomocą teleskopów rentgenowskich w kosmosie, jak Obserwatorium rentgenowskie Chandra. Drugim warunkiem dźwięku jest źródło, które faktycznie wytwarza fale dźwiękowe. Potężna czarna dziura znajduje się w centrum jednej z tych galaktyk, które tworzą gromadę galaktyk Perseusza., Okresowo czarna dziura wyrzuca ogromną ilość energii do gorącego otaczającego gazu, który transportuje energię jako fale dźwiękowe przemieszczające się przez gromadę jak rozszerzające się pęcherzyki.

to, co sprawia, że dźwięk jest głośny, to zdolność gazu do efektywnego odprowadzania energii uwalnianej przez czarną dziurę, która stanowi energię porównywalną do 100 milionów eksplodujących gwiazd! Chociaż ten dźwięk z gromady galaktyk Perseusza jest bardzo głośny—to znaczy amplituda fal dźwiękowych jest ogromna—nie mogliśmy go usłyszeć własnymi uszami., To dlatego, że dźwięk odpowiada B-płaskiemu około 57 oktawom poniżej middle-C na fortepianie. Oznacza to, że potrzeba około 10 milionów lat, aby jedna fala dźwiękowa przeminęła, co jest nieco dłuższe niż prawdopodobnie będziesz żył, nawet jeśli ćwiczysz regularnie i zdrowo się odżywiasz.,

puragra guhathakurta

astronom i profesor w obserwatorium UCO/lick na Uniwersytecie Kalifornijskim w Santa Cruz

dźwięk jest tak naprawdę formą przepuszczania energii, to wibracja. Problemem jest przepuszczalność tej energii w postaci dźwięku—nie ma dźwięku w przestrzeni., Ale energia jest przekazywana w inny sposób—na przykład fala wybuchu. Rozbłyski Gamma są uważane za najbardziej energetyczne wydarzenia we wszechświecie—nie są one w pełni zrozumiałe, ale są prawie na pewno eksplozjami gwiazd i uwalniają więcej energii w ciągu 10 sekund niż słońce w całym swoim dziesięciomiliardowym życiu.,

Robert Erdelyi

profesor matematyki i statystyki, University of Sheffield, którego badania koncentrują się na fizyce słońca, przestrzeni i plazmy, falach MHD, falach liniowych i nieliniowych

dźwięk nie może podróżować w pustej przestrzeni. Dla dźwięku potrzebny jest jakiś Gaz o średniej wielkości, na przykład w atmosferze ziemskiej – i w przestrzeni, która jest bardzo, bardzo rzadka-może jeden atom na kilometr sześcienny, lub mniej., Ale to nie znaczy, że duża eksplozja nie może generować fal akustycznych.

przestrzeń wypełniona jest plazmą, która jest czwartym stanem materii, Pozostałe to (według naszej obecnej wiedzy) ciało stałe, ciecz i gaz. Sam wszechświat znajduje się w 99,9% w stanie plazmy. Tylko na ziemi nie mamy tyle plazmy.

w kosmosie wszędzie jest pole magnetyczne. To samo dotyczy ziemi, ale tak naprawdę jej nie czujemy. W przestrzeni kosmicznej, jeśli pole magnetyczne nie jest zbyt silne, a w takich okolicznościach znajduje się Plazma, dźwięk może się rozprzestrzeniać.,

Gwiazdy nieustannie bulgoczą, można powiedzieć, poprzez proces zwany konwekcją. Tego typu zaburzenia w stanie plazmy generują dużo fal akustycznych-fal dźwiękowych. Samo Słońce to robi. Czasami te okresy akustyczne mogą trwać kilka godzin, czasami tylko kilka sekund. Takie fale akustyczne można interpretować jako bardzo głośne dźwięki.

Energie zaangażowane w generowanie tych fal akustycznych są miliardy miliardów miliardów razy większe od mocy bomby atomowej. Eksplozje, które wytwarzają te dźwięki są absolutnie ogromne—nie można sobie wyobrazić.

Jim Fuller

adiunkt, Astrofizyka teoretyczna, Caltech

najgłośniejszy dźwięk we wszechświecie zdecydowanie pochodzi z połączenia czarnych dziur., W tym przypadku „dźwięk” wydobywa się w falach grawitacyjnych, a nie w zwykłych falach dźwiękowych. Tak długo, jak czarne dziury znajdują się w zakresie około 1-100 mas Słońca (co ma miejsce w przypadku fuzji czarnych dziur niedawno wykrytych LIGO), dźwięk jest rzeczywiście w zakresie ludzkiego słuchu! Te Fuzje dają moc około 10^52 watów. To około miliard miliardów razy więcej energii niż Słońce. Jeśli przetłumaczone na decybel Wat skali, to równa się coś w rodzaju 520 decybeli., To nie brzmi zbyt duże, ale pamiętaj, że skala decybeli jest logarytmiczna, więc wzrost o 10 decybeli jest czynnikiem dziesięciu głośności.

Donald Gurnett

profesor fizyki i astronomii, University of Iowa, którego badania koncentrują się na eksperymentalnej fizyce plazmy kosmicznej

To nie jest dźwięk, to jest emisja radiowa—ale można by ją przekonwertować na dźwięk.,

sygnał wrócił do nas jako kształt fali, a następnie na ziemi przekonwertowaliśmy go na dźwięk, który można słuchać i jest bardzo, bardzo głośny.

jest to coś, co nazywa się heliosferyczną emisją radiową. Na Voyagerze znajduje się bardzo specjalny odbiornik radiowy, który obejmuje zakres częstotliwości od około 10 kiloherców do 50 kiloherców—bardzo niska częstotliwość, znacznie poniżej radia samochodowego, na przykład., Wykryliśmy intensywną emisję radiową, wytwarzaną na granicy pomiędzy wiatrem słonecznym (wiatr, który wychodzi ze słońca i płynie z prędkością około miliona mil na godzinę, rozszerzając się na zewnątrz prawie do nieskończoności) a plazmą międzygwiezdną (zwaną heliopauzą), która ostatecznie zatrzymuje wiatr słoneczny.

w 1991 roku doszło więc do intensywnej serii eksplozji na słońcu-często zwanych rozbłyskami słonecznymi. Te wysłały falę uderzeniową przez układ słoneczny. Wykryliśmy tę falę uderzeniową za pomocą czterech statków kosmicznych: Pioneer 10, Pioneer 11 oraz Voyagers 1 i 2. Wykryliśmy go również, gdy przechodził obok Ziemi., Poruszał się z prędkością 600-800 km / S—kilka milionów mil na godzinę. Postulowałem, że ta emisja radiowa została wytworzona, kiedy fala uderzeniowa dotarła do heliopauzy i wpadła w plazmę międzygwiezdną.

to chyba najmocniejsza emisja radiowa jaką kiedykolwiek wykryliśmy. W 1995 podałem moc promieniowania jako 10^13 Watów. Jeśli chodzi o emisje wykryte w pobliżu naszego Układu Słonecznego, jest to najwyraźniej jedna z najbardziej intensywnych.

masz pytanie do Giz?, Napisz do nas na adres [email protected].