Rom er ikke et homogent ingenting. Mellom ulike gjenstander er det skyer av gass og støv. De er restene av supernovaeksplosjoner og stedet for stjernedannelse. I noen områder er denne interstellare gassen tett nok til å forplante lydbølger, men de er ikke mottakelige for menneskelig hørsel.
Er det lyd i verdensrommet?
Når en gjenstand beveger seg - det være seg vibrasjon av en gitarstreng eller et eksploderende fyrverkeri - påvirker det nærliggende luftmolekyler, som om det skyver dem. Disse molekylene krasjer inn i naboene, og de, i sin tur, inn i de neste. Bevegelse sprer seg gjennom luften som en bølge. Når den når øret, oppfatter personen den som lyd.
Når en lydbølge passerer gjennom luft, svinger trykket opp og ned som sjøvann i en storm. Tiden mellom disse vibrasjonene kalles lydens frekvens og måles i hertz (1 Hz er en svingning per sekund). Avstanden mellom de høyeste trykktoppene kalles bølgelengden.
Lyd kan bare forplante seg i et medium der bølgelengden ikke er mer enngjennomsnittlig avstand mellom partikler. Fysikere kaller denne "betinget fri vei" - den gjennomsnittlige avstanden som et molekyl tilbakelegger etter å ha kollidert med en og før interaksjon med den neste. Dermed kan et tett medium overføre lyder med kort bølgelengde og omvendt.
Langbølgelyder har frekvenser som øret oppfatter som lave toner. I en gass med en gjennomsnittlig fri bane større enn 17 m (20 Hz), vil lydbølgene være for lavfrekvente til å kunne oppfattes av mennesker. De kalles infralyder. Hvis det fantes romvesener med ører som kan høre veldig lave toner, ville de sikkert vite om lyder kan høres i verdensrommet.
Black Hole Song
Rundt 220 millioner lysår unna, i sentrum av en klynge av tusenvis av galakser, nynner et supermassivt sort hull den laveste tonen universet noen gang har hørt. 57 oktaver under middels C, som er omtrent en million milliarder ganger dypere enn menneskelig hørsel.
Den dypeste lyden mennesker kan høre har en syklus på omtrent én vibrasjon hvert 1/20 sekund. Et sort hull i stjernebildet Perseus har en syklus på omtrent én svingning hvert 10. million år.
Dette kom for dagen i 2003, da NASAs Chandra-romteleskop oppdaget noe i gassen som fylte Perseus-klyngen: konsentrerte ringer av lys og mørke, som krusninger i en dam. Astrofysikere sier at dette er spor av utrolig lavfrekvente lydbølger. lysere -dette er toppen av bølgene der trykket på gassen er størst. De mørkere ringene er fordypninger der trykket er lavere.
Lyd du kan se
Varm, magnetisert gass virvler rundt et svart hull, som vann som virvler rundt et avløp. Når den beveger seg, skaper den et kraftig elektromagnetisk felt. Sterk nok til å akselerere gass nær kanten av et sort hull til nesten lysets hastighet, og gjøre den om til enorme utbrudd k alt relativistiske jetfly. De tvinger gassen til å snu seg sidelengs på vei, og denne effekten forårsaker skumle lyder fra verdensrommet.
De reiser gjennom Perseus-klyngen hundretusenvis av lysår fra kilden, men lyd kan bare reise så lenge det er nok gass til å bære den. Så den stopper ved kanten av gasskyen som fyller Perseus-galaksehopen. Dette betyr at det er umulig å høre lyden på jorden. Du kan bare se effekten på gasskyen. Det ser ut som å se gjennom verdensrommet på et lydisolert kamera.
Strange planet
Planeten vår gir fra seg et dypt stønn hver gang skorpen beveger seg. Da er det ingen tvil om lyder forplanter seg i verdensrommet. Et jordskjelv kan skape vibrasjoner i atmosfæren med en frekvens på én til fem Hz. Hvis den er sterk nok, kan den sende subsoniske bølger gjennom atmosfæren ut i verdensrommet.
Selvfølgelig er det ingen klar grense hvor jordens atmosfære slutter og verdensrommet begynner. Luften blir bare gradvis tynnere inntil etterhvertforsvinner helt. Fra 80 til 550 kilometer over jordens overflate er den gjennomsnittlige frie banen til et molekyl omtrent en kilometer. Dette betyr at luften i denne høyden er omtrent 59 ganger tynnere enn det ville vært mulig å høre lyd. Den kan bare bære lange infrasoniske bølger.
Da et jordskjelv med styrke 9,0 rystet den nordøstlige kysten av Japan i mars 2011, registrerte seismografer rundt om i verden bølgene som passerte gjennom jorden, og vibrasjonene forårsaket lavfrekvente vibrasjoner i atmosfæren. Disse vibrasjonene har reist hele veien til der European Space Agencys Gravity Field og den stasjonære Ocean Circulation Explorer (GOCE)-satellitten sammenligner jordens tyngdekraft i lav bane til 270 kilometer over overflaten. Og satellitten var i stand til å ta opp disse lydbølgene.
GOCE har svært følsomme akselerometre om bord som styrer ionthrusteren. Dette bidrar til å holde satellitten i en stabil bane. 11. mars 2011 oppdaget GOCEs akselerometre et vertik alt skift i den svært tynne atmosfæren rundt satellitten, samt bølgende skift i lufttrykket, ettersom lydbølger fra et jordskjelv forplanter seg. Satellittens thrustere korrigerte forskyvningen og lagret dataene, som ble noe sånt som et jordskjelv-infralydopptak.
Denne oppføringen ble klassifisert i satellittdataene inntil et team av forskere ledet av Rafael F. Garcia ga ut dette dokumentet.
Den første lyden innunivers
Hvis det var mulig å gå tilbake i tid, til omtrent de første 760 000 årene etter Big Bang, kunne man finne ut om det er lyd i verdensrommet. På den tiden var universet så tett at lydbølger kunne bevege seg fritt.
Omtrent på samme tid begynte de første fotonene å reise gjennom verdensrommet som lys. Etter det ble alt endelig avkjølt nok til at subatomære partikler kunne kondensere til atomer. Før avkjølingen skjedde, var universet fylt med ladede partikler – protoner og elektroner – som absorberte eller spredte fotoner, partiklene som utgjør lys.
I dag når den Jorden som en svak glød av mikrobølgebakgrunnen, kun synlig for svært følsomme radioteleskoper. Fysikere kaller dette relikvie stråling. Det er det eldste lyset i universet. Det svarer på spørsmålet om det er lyd i rommet. CMB inneholder et opptak av den eldste musikken i universet.
Lys for å hjelpe
Hvordan hjelper lys oss å vite om det er lyd i verdensrommet? Lydbølger beveger seg gjennom luft (eller interstellar gass) som trykksvingninger. Når gassen komprimeres, blir den varmere. På en kosmisk skala er dette fenomenet så intenst at stjerner dannes. Og når gassen utvider seg, kjøles den ned. Lydbølger som forplantet seg gjennom det tidlige universet forårsaket små trykksvingninger i det gassformede miljøet, som igjen etterlot subtile temperatursvingninger reflektert i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen.
Bruke temperaturendringer, fysikkUniversity of Washington John Kramer klarte å gjenopprette disse skumle lydene fra verdensrommet - musikken til det ekspanderende universet. Han multipliserte frekvensen med 1026 ganger slik at menneskelige ører kunne høre ham.
Så ingen hører egentlig skriket i verdensrommet, men det vil være lydbølger som beveger seg gjennom skyer av interstellar gass eller i de sjeldne strålene fra jordens ytre atmosfære.
