هل يسافر الصوت عبر الفضاء؟

• أبريل 29, 2024

معارك الفضاء في الأفلام هي شؤون صاخبة مع الانفجارات والانفجارات التي تضرب السفن. ولكن هل يبدو حقًا السفر عبر الفضاء؟ الجواب البسيط هو لا. ومع ذلك ، هناك ما هو أكثر من ذلك.

ما هو الصوت؟
الصوت هو نوع من الطاقة. وينتج عندما يهتز شيء. كل ما ينتج عن الاهتزاز ، مثل صوتك ، هو مصدر الصوت. يتحرك الصوت بعيدًا عن المصدر عبر الهواء أو بعض المواد الأخرى.

تزدهر جزيئات الهواء بسرعة عالية ، لذا فهي عمومًا موزعة بالتساوي. ولكن ماذا لو قررت العزف على الجيتار؟ السلاسل تهتز. عندما تتحرك السلسلة نحو الخارج ، فإنها تدفع جزيئات الهواء القريبة معًا. هذا يخلق مساحة حيث الجزيئات هي أكثر كثافة. عندما تتحرك السلسلة للخلف ، فإنها تترك مساحة بها عدد أقل من الجزيئات ، لذلك تكون أقل كثافة.

ينتشر الاهتزاز للخارج لأن المناطق ذات الكثافة العالية والمنخفضة بالتناوب تغير كثافة الجزيئات المجاورة لها وما إلى ذلك. تظهر هنا الطريقة التي تتغير بها الكثافة أثناء انتقال الموجة الصوتية. تسبب كثافات مختلفة تغيرات طفيفة في ضغط الهواء وآذاننا حساسة لهم. أدمغتنا تفسرها على أنها أصوات.

يخبرنا تردد الصوت بمدى وصول الموجات. انخفاض وتيرة وانخفاض الملعب. أدنى صوت تكتشفه الأذن البشرية هو 20 أمواج في الثانية.

معارك الفضاء - صاخبة أو صامتة؟
نظرًا لأن الصوت يحتاج إلى جزيئات لتحمل الاهتزاز ، فإنه لا يمكن أن ينتقل عبر فراغ. يوضح هذا العرض التوضيحي ما يحدث لحلقة الجرس في جرة عند ضخ الهواء. عندما يخرج الهواء يصبح الصوت أكثر هشاشة. لا يمكنهم إخراج كل الهواء ، لذلك يمكنك سماع صوت ضعيف يزداد صوتًا أثناء السماح للهواء بالعودة.

إذا كنا نشاهد معركة فضائية ، فلن نسمع انفجارًا عند إصابة سفينة - إلا إذا كنا في ذلك! في هذه الحالة ، يمكن أن يأتي الصوت عبر الهيكل وسيحمله الهواء داخلها.

رواد الفضاء
نظرًا لأن القمر ليس له جو ، فإن رواد الفضاء على التواصل عبر الراديو. موجات الراديو هي الإشعاع الكهرومغناطيسي مثل الضوء ، لذلك فهي لا تحتاج إلى جزيئات لحملها. إذا كان اثنان من رواد الفضاء قريبين من بعضهما البعض ، فقد يكون بإمكانهما التحدث مباشرة عن طريق لمس الخوذات لنقل الصوت. الغواصين تحت الماء في الخوذ تفعل هذا.

أحد صاخبة
الاهتزاز صوت والشمس تهتز طوال الوقت. يتم إنشاء هذه الاهتزازات بواسطة الحمل الحراري مباشرة تحت سطح الشمس. الحمل الحراري هو الطريقة التي تنتقل بها الحرارة في السائل (السائل أو الغاز). ارتفاع درجة حرارة المواد الأقل كثافة وأحواض المواد الأكثر برودة وأكثر كثافة. الحمل الحراري هو كيف يغلي الماء على الموقد. ترى الفقاعات الكبيرة تتصاعد وتكسر وهي تصطدم بالسطح ، ويتحرك الماء بشدة.

يحدث شيء مشابه في الشمس ، لكن لا يمكننا سماعه. لا تنتقل إلينا الموجات الصوتية عبر الفضاء ، والتردد منخفض للغاية بالنسبة للآذان البشرية. ومع ذلك ، يمكن اكتشاف حركات الاهتزازات الداخلة والخارجة عن طريق أداة خاصة على متن المركبة الفضائية SOHO (مرصد الطاقة الشمسية وهيليوسفيري).

هل الفضاء فراغ؟
نحن نعرف ما هو الصوت ، لذلك دعونا نفكر الآن في ماهية الفراغ. الفراغ المثالي لا يحتوي على جزيئات. نحن لا نعرف أي من هذه. حتى أفضل فراغ للمختبر على الأرض يحتوي على بضع مئات من الجسيمات لكل سنتيمتر مكعب. قد يبدو هذا كثيرًا ، لكن تذكر هذه الى ابعد حد جزيئات صغيرة. يحتوي كل سنتيمتر مكعب من الهواء الذي تتنفسه على حوالي ثلاثين جزيء من الجسيمات. (هذا 3 متبوعًا بـ 19 أصفار!) حتى في الفراغ بين النجوم ، يوجد حوالي خمس جسيمات في كل سنتيمتر مكعب ، وهناك المزيد في السدم.

الثقب الأسود الغناء
لقد رأينا أن موجات الشمس الصوتية (الصوتية) لا تصل إلى حد بعيد ، ولكن يمكن اكتشاف الاهتزاز نفسه بصريًا. ولكن في عام 2003 ، لاحظ فريق من علماء الفلك من كامبريدج بإنجلترا موجات ضغط - بشكل أساسي ، موجات صوتية - قادمة من ثقب أسود في مجموعة برسيوس المجرية على بعد حوالي 250 مليون سنة ضوئية.

الثقب الأسود لا يمتص مثل شخص يشرب من القش. يدور الغاز والمواد الأخرى في قرص تراكم ويتم تدويره في الثقب الأسود. بسبب ثقلها القوي ، يوجد تسخين احتكاني قوي والذي يطلق الطاقة كأشعة إكس. كان فريق كامبريدج يراقب المنطقة باستخدام مرصد تشاندرا للأشعة السينية.

تعمل الطاقة الناتجة عن الثقب الأسود على تسخين الغاز القريب ، مما يجعله أقل كثافة من بقية الغاز في المجموعة. في بعض الأحيان ، يتم إطلاق موجة من الجزيئات النشطة في الغاز ، مسببة ما يعادل موجة صوتية. تظهر هذه الموجات كتموجات هائلة في الغاز - 30،000 سنة ضوئية. يمكنك رؤية التموجات في الغاز في صورة ناسا هذه. استخدم علماء الفلك التموجات لحساب وتيرة الموجة. تغني الثقب الأسود ملاحظة واحدة فقط: مسطح B يقل بمقدار 57 أوكتاف عن وسط البيانو C. تردده واحد لكل 10 ملايين سنة ، وهو ما يقل بكثير عن الحد المسموح به لسماعنا.

يمكن أن الصوت السفر عبر الفضاء؟
باختصار ، نعم. هناك صوت في الفضاء على شكل موجات صوتية بطيئة الحركة للغاية. تختلف كثافة الجسيمات في الفضاء ، ولكن لا يوجد فراغ مثالي. قد نكتشف الموجات بواسطة التلسكوبات.

ولكن لا ، لا يوجد أي صوت إذا بواسطة صوت نعني شيئًا يمكننا سماعه أو اكتشافه باستخدام ميكروفون حساس. انفجارات الفضاء ستكون صامتة.

مرجع:
نيلز ماركوارت ، "مقدمة لمبادئ فيزياء الفراغ" http://www.cientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

تعليمات الفيديو: ماذا لو تمكنا من السفر بسرعة الضوء !! (أبريل 2024).