Տիեզերքը միատարր ոչինչ չէ: Տարբեր առարկաների միջև կան գազի և փոշու ամպեր։ Դրանք գերնոր աստղերի պայթյունների մնացորդներն են և աստղերի ձևավորման վայր: Որոշ տարածքներում միջաստեղային այս գազը բավականաչափ խտություն ունի ձայնային ալիքները տարածելու համար, սակայն դրանք ենթակա չեն մարդու լսողությանը:
Տիեզերքում ձայն կա՞:
Երբ առարկան շարժվում է, լինի դա կիթառի լարերի թրթռում, թե պայթող հրավառություն, այն ազդում է մոտակա օդի մոլեկուլների վրա՝ կարծես հրելով դրանք: Այս մոլեկուլները բախվում են իրենց հարևաններին, իսկ նրանք, իրենց հերթին, հաջորդներին: Շարժումը ալիքի պես տարածվում է օդում։ Երբ այն հասնում է ականջին, մարդն այն ընկալում է որպես ձայն։
Երբ ձայնային ալիքն անցնում է օդի միջով, նրա ճնշումը տատանվում է վեր ու վար, ինչպես ծովի ջուրը փոթորկի ժամանակ: Այս թրթռումների միջև ընկած ժամանակը կոչվում է ձայնի հաճախականություն և չափվում է հերցով (1 Հց-ը վայրկյանում մեկ տատանում է): Ճնշման ամենաբարձր գագաթների միջև հեռավորությունը կոչվում է ալիքի երկարություն:
Ձայնը կարող է տարածվել միայն այն միջավայրում, որտեղ ալիքի երկարությունը չի գերազանցում. Միջին հեռավորությունը մասնիկների միջև: Ֆիզիկոսները սա անվանում են «պայմանականորեն ազատ ճանապարհ»՝ միջին հեռավորությունը, որով անցնում է մոլեկուլը մեկի հետ բախվելուց հետո և մինչև հաջորդի հետ փոխազդեցությունը: Այսպիսով, խիտ միջավայրը կարող է փոխանցել կարճ ալիքի ձայներ և հակառակը:
Երկար ալիքի ձայներն ունեն հաճախականություններ, որոնք ականջը ընկալում է որպես ցածր հնչերանգներ: 17 մ-ից (20 Հց) միջին ազատ ուղի ունեցող գազում ձայնային ալիքները չափազանց ցածր հաճախականություն կունենան մարդկանց կողմից ընկալվելու համար: Դրանք կոչվում են ինֆրաձայններ։ Եթե լինեին ականջներով այլմոլորակայիններ, որոնք կարող էին լսել շատ ցածր նոտաներ, նրանք հաստատ կիմանային, թե արդյոք ձայները կարելի է լսել արտաքին տարածության մեջ:
Սև անցքի երգ
Մոտ 220 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա, հազարավոր գալակտիկաների կուտակման կենտրոնում, գերզանգվածային սև խոռոչը բզզում է տիեզերքի երբևէ լսած ամենացածր ձայնը: 57 օկտավա ցածր C-ից ցածր, ինչը մոտ մեկ միլիոն միլիարդ անգամ ավելի խորն է, քան մարդու լսողությունը:
Ամենախորը ձայնը, որը մարդիկ կարող են լսել, ունի մոտավորապես մեկ թրթռման ցիկլ յուրաքանչյուր 1/20-րդ վայրկյանում: Պերսևսի համաստեղության սև խոռոչն ունի մոտ մեկ տատանումների ցիկլ յուրաքանչյուր 10 միլիոն տարին մեկ:
Սա ի հայտ եկավ 2003 թվականին, երբ ՆԱՍԱ-ի Chandra տիեզերական աստղադիտակը Պերսեուսի կլաստերը լցնող գազի մեջ ինչ-որ բան հայտնաբերեց. Աստղաֆիզիկոսներն ասում են, որ դրանք անհավանական ցածր հաճախականության ձայնային ալիքների հետքեր են։ ավելի պայծառ -սրանք ալիքների գագաթներն են, որտեղ ճնշումը գազի վրա ամենամեծն է: Ավելի մուգ օղակները իջվածքներ են, որտեղ ճնշումն ավելի ցածր է:
Ձայն կարող եք տեսնել
Տաք, մագնիսացված գազը պտտվում է սև անցքի շուրջ, ինչպես ջուրը պտտվում է ջրահեռացման շուրջը: Երբ այն շարժվում է, այն ստեղծում է հզոր էլեկտրամագնիսական դաշտ: Բավականաչափ ուժեղ է, որպեսզի արագացնի գազը սև խոռոչի եզրին մոտ մինչև լույսի արագությունը՝ վերածելով այն հսկայական պայթյունների, որոնք կոչվում են հարաբերական շիթեր: Նրանք ստիպում են գազը շրջվել իր ճանապարհին, և այս էֆեկտը տիեզերքից սարսափելի ձայներ է առաջացնում։
Նրանք ճանապարհորդում են Պերսևսի կլաստերի միջով իրենց աղբյուրից հարյուր հազարավոր լուսային տարի հեռավորության վրա, բայց ձայնը կարող է տարածվել միայն այնքան ժամանակ, քանի դեռ կա բավականաչափ գազ այն տեղափոխելու համար: Այսպիսով, այն կանգ է առնում գազի ամպի եզրին, որը լցնում է Պերսևսի գալակտիկաների կուտակումը: Սա նշանակում է, որ Երկրի վրա անհնար է լսել նրա ձայնը։ Դուք կարող եք տեսնել ազդեցությունը միայն գազի ամպի վրա: Կարծես ձայնամեկուսիչ տեսախցիկով տիեզերքի միջով նայելը։
Տարօրինակ մոլորակ
Մեր մոլորակը խոր հառաչում է ամեն անգամ, երբ նրա ընդերքը շարժվում է: Այնուհետև կասկած չկա, թե արդյոք հնչյունները տարածվում են տարածության մեջ: Երկրաշարժը կարող է մթնոլորտում թրթռումներ առաջացնել մեկից հինգ Հց հաճախականությամբ: Եթե բավականաչափ ուժեղ լինի, այն կարող է ենթաձայնային ալիքներ ուղարկել մթնոլորտի միջով դեպի արտաքին տարածություն։
Իհարկե, չկա հստակ սահման, որտեղ ավարտվում է Երկրի մթնոլորտը և սկսվում տիեզերքը: Օդը պարզապես աստիճանաբար նոսրանում է, մինչև ի վերջոընդհանրապես անհետանում է. Երկրի մակերևույթից 80-ից 550 կիլոմետր բարձրության վրա մոլեկուլի միջին ազատ ուղին մոտավորապես մեկ կիլոմետր է: Սա նշանակում է, որ օդը այս բարձրության վրա մոտ 59 անգամ ավելի բարակ է, քան հնարավոր կլիներ լսել ձայնը: Այն կարող է միայն երկար ինֆրաձայնային ալիքներ կրել։
Երբ 2011 թվականի մարտին Ճապոնիայի հյուսիս-արևելյան ափին տեղի ունեցավ 9.0 մագնիտուդով երկրաշարժ, ամբողջ աշխարհի սեյսմոգրաֆները գրանցեցին Երկրի միջով անցնող նրա ալիքները, և թրթռումները ցածր հաճախականության թրթռումներ առաջացրին մթնոլորտում: Այս թրթռումները հասել են մինչև այնտեղ, որտեղ Եվրոպական տիեզերական գործակալության ձգողականության դաշտը և անշարժ Ocean Circulation Explorer (GOCE) արբանյակը համեմատում են Երկրի ձգողականությունը ցածր ուղեծրում և մակերևույթից 270 կիլոմետր բարձրության վրա: Եվ արբանյակը կարողացավ ձայնագրել այս ձայնային ալիքները։
GOCE-ն ունի շատ զգայուն արագացուցիչներ, որոնք կառավարում են իոնային շարժիչը: Սա օգնում է արբանյակը պահել կայուն ուղեծրում: 2011թ. մարտի 11-ին GOCE-ի արագաչափերը հայտնաբերեցին արբանյակի շուրջ շատ բարակ մթնոլորտում ուղղահայաց տեղաշարժ, ինչպես նաև օդի ճնշման ալիքային տեղաշարժեր, երբ տարածվում էին երկրաշարժի ձայնային ալիքները: Արբանյակի մղիչները շտկեցին շեղումը և պահեցին տվյալները, ինչը դարձավ երկրաշարժի ինֆրաձայնային ձայնագրության նման մի բան:
Այս գրառումը դասակարգված էր արբանյակային տվյալների մեջ, մինչև Ռաֆայել Ֆ. Գարսիայի ղեկավարած գիտնականների խումբը հրապարակեց այս փաստաթուղթը:
Առաջին հնչյունըտիեզերք
Եթե հնարավոր լիներ հետ գնալ ժամանակը, Մեծ պայթյունից հետո մոտավորապես առաջին 760,000 տարին, կարելի էր պարզել, թե արդյոք տիեզերքում ձայն կա: Այդ ժամանակ տիեզերքն այնքան խիտ էր, որ ձայնային ալիքները կարող էին ազատորեն շարժվել։
Մոտավորապես նույն ժամանակ, առաջին ֆոտոնները սկսեցին ճանապարհորդել տիեզերքով որպես լույս: Դրանից հետո ամեն ինչ վերջապես այնքան սառեց, որ ենթաատոմային մասնիկները խտանան ատոմների մեջ: Մինչ սառեցումը, տիեզերքը լցված էր լիցքավորված մասնիկներով՝ պրոտոններով և էլեկտրոններով, որոնք կլանում կամ ցրում էին ֆոտոնները, լույսը կազմող մասնիկները։
Այսօր այն հասնում է Երկիր որպես միկրոալիքային ֆոնի թույլ փայլ, որը տեսանելի է միայն շատ զգայուն ռադիոաստղադիտակների համար: Ֆիզիկոսներն այս մասունքն անվանում են ճառագայթում: Դա տիեզերքի ամենահին լույսն է: Այն պատասխանում է այն հարցին, թե արդյոք տիեզերքում ձայն կա: CMB-ը պարունակում է տիեզերքի ամենահին երաժշտության ձայնագրությունը:
Լույս օգնության
Ինչպե՞ս է լույսն օգնում մեզ իմանալ, թե տիեզերքում ձայն կա: Ձայնային ալիքները տարածվում են օդով (կամ միջաստղային գազով) որպես ճնշման տատանումներ։ Երբ գազը սեղմվում է, այն ավելի է տաքանում։ Տիեզերական մասշտաբով այս երեւույթն այնքան ինտենսիվ է, որ աստղեր են առաջանում: Իսկ երբ գազը ընդլայնվում է, այն սառչում է։ Ձայնային ալիքները, որոնք տարածվում էին վաղ տիեզերքի միջով, առաջացրել էին ճնշման փոքր տատանումներ գազային միջավայրում, որն իր հերթին թողեց ջերմաստիճանի նուրբ տատանումներ, որոնք արտացոլվեցին տիեզերական միկրոալիքային ֆոնի վրա:
Օգտագործելով ջերմաստիճանի փոփոխություններ, ֆիզիկաՎաշինգտոնի համալսարանի Ջոն Կրամերին հաջողվել է վերականգնել տիեզերքից եկող այս սարսափելի ձայները՝ ընդարձակվող տիեզերքի երաժշտությունը: Նա բազմապատկեց հաճախականությունը 1026 անգամ, որպեսզի մարդկային ականջները կարողանան լսել նրան:
Այսպիսով, ոչ ոք իրականում չի լսում ճիչը տիեզերքում, բայց կլինեն ձայնային ալիքներ, որոնք կանցնեն միջաստղային գազի ամպերի միջով կամ Երկրի արտաքին մթնոլորտի հազվագյուտ ճառագայթներով:
