Ar planeta gali skambėti? Tai įdomus klausimas, kuris suteikia mums galimybę suprasti garso bangų prigimtį. Tam tikra prasme planetos skleidžia radiaciją, kuri gali būti naudojama garsams, kuriuos galime girdėti, skleisti. Kaip tai veikia?
Garso bangų fizika
Viskas Visatoje atiduoda radiacija kad - jei mūsų ausys ar akys buvo jautrūs tam - galėjome „išgirsti“ ar „pamatyti“. Šviesos spektras, kurį mes iš tikrųjų suvokiame, yra labai mažas, palyginti su labai dideliu turimos šviesos spektru, kuris svyruoja nuo gama spinduliai į Radio bangos. Signalai, kuriuos galima paversti garsais, sudaro tik vieną to spektro dalį.
Žmonės ir gyvūnai girdi garsą tuo, kad garso bangos sklinda oru ir galiausiai pasiekia ausį. Viduje jie atsimuša į ausies ausį, kuri pradeda vibruoti. Tos vibracijos praeina pro mažus kaulus ausyje ir sukelia mažų plaukų vibraciją. Plaukai veikia kaip mažos antenos ir virpesius paverčia elektriniais signalais, kurie nervais skrieja į smegenis. Tada smegenys tai aiškina kaip garsą ir koks yra jo tembras ir aukštis.
O garsas kosmose?
Visi yra girdėję eilutę, reklamuojamą 1979 m. Filme „Svetimas“, „Kosmose niekas negali girdėti, kaip jūs rėkiate“. Tai iš tikrųjų gana tiesa, nes ji susijusi garsas erdvėje. Kad visi garsai būtų girdimi, kol kas nors yra „kosmose“, turi būti molekulių, kad vibruotų. Mūsų planetoje oro molekulės vibruoja ir perduoda garsą ausims. Kosmose yra nedaug molekulių, kurios skleidžia garso bangas į kosmoso žmonių ausis. (Be to, jei kas nors yra kosmose, jie greičiausiai dėvi šalmą ir kosminį kostiumą ir vis tiek nieko negirdėtų „lauke“, nes nėra oro jo perduoti.)
Tai nereiškia, kad per kosmosą nejuda virpesiai, tik tai, kad nėra molekulių, kurie galėtų juos pasiimti. Tačiau šie išmetimai gali būti naudojami kuriant „klaidingus“ garsus (tai yra, ne tikrą „garsą“, kurį gali sukelti planeta ar kitas objektas). Kaip tai veikia?
Kaip pavyzdį žmonės užfiksavo išmetamus teršalus, kai Saulės įkrautos dalelės patenka į mūsų planetos magnetinį lauką. Signalai yra tikrai aukšto dažnio, kurių mūsų ausys negali suvokti. Bet signalus galime pakankamai sulėtinti, kad galėtume juos išgirsti. Jie skamba baisiai ir keistai, bet tie švilpikai įtrūkimai, iššokimai ir humusai yra tik keletas iš daugelio Žemės „dainų“. Arba, jei tiksliau, nuo Žemės magnetinis laukas.
Dešimtajame dešimtmetyje NASA ištyrė idėją, kad iš kitų planetų išmetamus teršalus būtų galima surinkti ir apdoroti, kad žmonės galėtų juos išgirsti. Gauta „muzika“ yra baisių, šmaikščių garsų kolekcija. Yra gera jų atranka NASA „Youtube“ svetainė. Tai tiesiogine prasme dirbtiniai realių įvykių vaizdai. Tai labai panašu į įrašymą, pavyzdžiui, katės šienavimą, ir sulėtinimą, norint išgirsti visus katės balso variantus.
Ar mes tikrai „girdime“ planetos garsą?
Ne visai. Planetos nesigirdi gražios muzikos, kai skraido erdvėlaiviai. Bet jie išmeta visas tas emisijas „Voyager“, Nauji horizontai, Cassini, „Galileo“, ir kiti zondai gali imti, rinkti ir perduoti atgal į Žemę. Muzika sukuriama, kai mokslininkai apdoroja duomenis, kad juos būtų galima išgirsti.
Tačiau kiekviena planeta turi savo unikalią „dainą“. Taip yra todėl, kad kiekvienas iš jų turi skirtingus skleidžiamus dažnius (dėl skirtingo dažnio pakrautos dalelės skraido aplink ir dėl įvairaus magnetinio lauko stiprumo mūsų saulėje sistema). Kiekvienos planetos garsas bus skirtingas, o kartu ir erdvė aplink ją.
Astronomai taip pat pakeitė duomenis iš erdvėlaivių, kertančių Saulės sistemos „ribą“ (vadinamą heliopause), ir taip pat pavertė juos garsu. Tai nėra siejama su jokia planeta, tačiau parodo, kad signalai gali ateiti iš daugelio kosmoso vietų. Paversti jas dainomis, kurias galime išgirsti, yra būdas patirti visatą, turinčią daugiau nei vieną pojūtį.
Viskas prasidėjo Voyager
„Planetinio garso“ kūrimas prasidėjo, kai „Voyager 2“ erdvėlaivis nuo 1979 iki 1989 metų praėjo pro Jupiterį, Saturną ir Uraną. Zondas pasiėmė elektromagnetinius trikdžius ir įkrautų dalelių srautus, o ne tikrąjį garsą. Įkrautos dalelės (arba atitraukiančios nuo Saulės planetą, arba pačios planetų pagamintos) keliauja erdvėje, paprastai kontroliuojamos planetų magnetosferų. Be to, radijo bangos (vėlgi atspindėtos bangos arba sukuriamos pačių planetų procesų metu) užstringa dėl didžiulės planetos magnetinio lauko jėgos. Elektromagnetinės bangos ir įkrautos dalelės buvo išmatuotos zondu, o tų matavimų duomenys buvo nusiųsti atgal į Žemę analizei.
Vienas įdomių pavyzdžių buvo vadinamasis „Saturno kilometrinė radiacija“. Tai žemo dažnio radijo spinduliuotė, taigi ji iš tikrųjų yra mažesnė, nei galime girdėti. Jis gaminamas elektronams judant išilgai magnetinio lauko linijų ir jie kažkaip susiję su auroraline veikla poliuose. Tuo metu, kai „Voyager 2“ skraidė Saturnas, mokslininkai, dirbantys su planetų radijo astronomijos prietaisu, aptiko šią radiaciją, pagreitino ją ir padarė „dainą“, kurią žmonės galėjo išgirsti.
Kaip duomenų rinkiniai tampa patikimi?
Šiomis dienomis, kai dauguma žmonių supranta, kad duomenys yra tiesiog vienetų ir nulių rinkinys, idėja paversti duomenis muzika nėra tokia laukinė idėja. Galų gale, muzika, kurios klausomės transliacijos paslaugose ar mūsų „iPhone“ ar asmeniniuose grotuvuose, yra tiesiog užkoduoti duomenys. Mūsų muzikos grotuvai sujungia duomenis atgal į garso bangas, kurias galime išgirsti.
Viduje „Voyager 2“ duomenų, nė vienas iš matavimų nebuvo tikrasis garso bangas. Tačiau daugelį elektromagnetinių bangų ir dalelių virpesių dažnių būtų galima paversti garsu taip, kaip mūsų asmeniniai muzikos grotuvai imasi duomenų ir paverčia juos garsu. Visi NASA turėjo padaryti, kad paimtų duomenis, kuriuos sukaupėVoyager zondas ir paversti jį garso bangomis. Štai iš kur kyla tolimų planetų „dainos“; kaip duomenys iš erdvėlaivio.