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2016年11月3日

外太空有什麼聲音?NASA把太空的聲音都記錄下來,來聽聽吧

你可能有聽說過聲音不存在於外太空這種說法,事實上,很多外太空的聲音真的有被記錄下來。你還是可以閉上眼聽一聽這個從外太空錄下的聲音,在想像中遨遊一下浩瀚無垠的宇宙!




理論上來說,因為外太空沒有水或空氣等可以傳導聲音的介質,所以在外太空應該是聽不到聲音的;但另一方面來說,聲音和環境的壓力變化也很有關係,而壓力變化的狀況在宇宙中非常普遍。


事實上,很多外太空的聲音真的有被記錄下來,而這些聲音也是科學家做研究的重要依據。


雖然你可能一輩子都沒機會真的親自到外太空看看,不過你還是可以閉上眼聽一聽這個從外太空錄下的聲音,在想像中遨遊一下浩瀚無垠的宇宙!





地震聲音

回到我們的星球,地殼每次變化時也會發出深深的嘆息,有時這些低頻聲音會進入太空。地震期間,地面的震動可以在大氣中產生振動,頻率通常為一到五赫茲之間。如果地震足夠大,它可以通過空氣發送次聲波,直達太空邊緣。


當然,地球大氣層和太空邊緣之間沒有明確的界限。空氣只是逐漸變薄,直到最後沒有。從距離地表80550公里,空氣分子的平均自由程約為一千米。這意味著在此高度的空氣已經不能傳播人耳可聽的聲音,但仍然可以攜帶波長較長的次聲波。


20113月日本東北部海岸發生裡氏9.0級地震,地震引起的低頻大氣振動一路到達距離地表270公里的歐洲航天局的地球重力場和穩態海洋環流探測(GOCE)衛星,衛星記錄下這些聲波。



黑洞之歌

大約2.5億光年遠,在成千上萬星系團的中心,一個超大質量黑洞是哼唱著我們所說的宇宙中最低音符。

人能聽到的最低音的振盪週期為二十分之一秒。英仙座黑洞聲音的振盪週期卻是1千萬年。黑洞之歌實在是跨越了漫長的時間。


2003年,美國宇航局的錢德拉X射線太空望遠鏡發現,充斥英仙座星系團的氣體中有一種圖案:光與暗的同心環,就像池塘中的漣漪。天體物理學家說,這些漣漪是低頻聲波的痕跡。亮環是波峰,此處氣體壓力最大。暗環是波谷,此處壓力較低。


磁化的熱氣包圍著黑洞,類似排水口的水漩在運動,並產生了強大的電磁場。電磁場強大到將氣體物質加速到以接近光速遠離黑洞邊緣,形成巨大的噴流。這些噴流名為相對論性噴流(relativistic jets),它們排擠掉噴發路徑上的氣體,這種干擾產生了低沉的宇宙聲波。


這種低沉的星系聲音在英仙座星系團內傳播了數十萬光年之遠,但只能在有足夠氣體攜帶聲波的空間傳播,因此英仙座之歌在星際氣體雲邊緣停止。這意味著我們無法在地球上檢測到這種聲音,我們只能看到它對氣體雲的影響,就像遠望一個隔音室裡是甚麼樣。



宇宙第一個聲音

直到宇宙大爆炸約76萬年後,宇宙中的物質仍然稠密到聲波可以通過它行進。大約在這個時候,首批光子也開始在宇宙中作為光線行進,宇宙終於冷卻到讓亞原子粒子凝聚成原子。在冷卻發生之前,宇宙中充滿了帶電粒子質子和電子,它們吸收或散射光子。當質子和中子開始變為電中性,光線不再受到干擾,從而照亮宇宙。


今天,這種微弱的光線以微波輻射的形式到達地球,只有非常靈敏的射電望遠鏡才能看見它。物理學家稱之為宇宙微波背景。它是宇宙中最古老的光線,它也攜帶了宇宙最古老的聲音記錄。


介質顆粒受到壓力從有節奏的振動並促使周圍的介質顆粒產生疏密變化,由此產生聲波。當壓縮氣體時,壓縮變得更熱,這實際上是恆星形成的原理。當氣體膨脹時會冷卻。早期宇宙的聲波行進在氣態介質中引起微弱的壓力變化,而這變化又導致了微弱的溫度變化,並記錄到宇宙微波背景中。


利用這些溫度變化,華盛頓大學物理學家克拉默(John G. Cramer)成功地重建了宇宙膨脹時的聲音。他將這種聲音放大了10^26倍,讓人耳聽得見。點擊傾聽

雖然你在太空尖叫沒有人能聽到,但確實有聲波穿過星際氣體雲和地球外大氣層。




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