Мовчазний простір: чому у космосі ніхто не почує ваш крик
У безкрайніх просторах космосу панує тиша та якби ви могли відкрити двері космічної станції, ви б нічого не почули та не тільки тому, що не встигли б цього зробити. Але чому це так і що потрібно звуку, аби ми його почули.
Аби зрозуміти, чому звук не поширюється у космосі, потрібно заглибитися у науку, що стоїть за цим процесом. Але все можна описати доволі просто – у космосі відсутнє необхідне середовище для поширення звуку.
Редакція Техно 24 переклала та адаптувала матеріал Why isn’t there any sound in space? від The Conversation
Дивіться також SpaceX купила в канадського фермера частини ракети, які впали на його територію
Як це працює
Звук для поширення потребує середовища, оскільки він є енергетичною хвилею, яка змушує коливатися частинки – чи то рідина, чи газ. У повсякденному житті ми сприймаємо звук, коли вібрації голосових зв'язок створюють стиснення повітряних молекул, що переносять енергію у формі хвиль.
Для кращого розуміння звуку можна уявити іграшкову металеву пружину: коли її розтягнути та відпустити, вона створює стиснення, яке переміщується вздовж її спіралей. Аналогічно, коли ми говоримо, вібрації голосових зв'язок стискають повітря, запускаючи хвилі звуку.
Як працює звук: дивіться відео
Однак космос суттєво відрізняється. Космічний простір – це вакуум, величезна порожнеча, позбавлена матерії. Звук покладається на атоми та молекули, щоб переносити свої хвилі, але у вакуумі космосу, де немає цих частинок, звук не може подорожувати. Відсутність середовища означає відсутність звуку, а отже, і відлуння. Відлуння виникає, коли звукові хвилі відбиваються від твердих поверхонь, а це явище неможливе без такого середовища, як повітря.
Щоб проілюструвати наслідки впливу космосу, уявіть, що ви опинилися за межами космічного корабля без скафандра. Окрім того, що ніхто не почує вашого крику про допомогу через вакуум, ваше виживання буде під загрозою. Повітря у ваших легенях розшириться у вакуумі, що призведе до розриву легенів і втрати свідомості протягом 10 – 15 секунд через нестачу кисню.Не все так пусто
Хоч космос і переважно тихий, він не є повним вакуумом. Дуже дрібні частки, як-от атоми водню, присутні у космосі, але їхня концентрація значно менша, ніж у земній атмосфері. За межами нашої Сонячної системи, у космічному просторі, який підтримується при високих температурах зоряним випромінюванням, існує плазма – стан, у якому електрони відділені від протонів. У цьому розрідженому середовищі звукові хвилі мають унікальні властивості, рухаючись швидше і з більшою довжиною хвилі.
У 2022 році NASA продемонструвала захоплюючий приклад звуку у космосі, використовуючи рентгенівські дані. Агентство перетворило дані з великої чорної діри у скупченні галактик Персея, віддаленого від нас на 250 мільйонів світлових років, у аудіозапис.
Хоча чорні діри не випромінюють звуку, навколишня плазма поширює довгохвильові звукові хвилі. Хоча природна частота знаходиться за межами людського слуху, після перетворення виходить моторошне слухове уявлення про чорну діру, що гарчить у глибинах космосу.
Читайте на сайті NASA випадково ввімкнула аварійний запис під час трансляції з МКС, чим нажахала глядачів
Від чого залежить звук
Цікаво, що вчені роздумували, як би звучали людські голоси на інших планетах, таких як Венера та Марс. Гіпотетично, на Марсі з його розрідженою атмосферою, голоси звучали б тонко і безгучно, подібно до пікколо. У контрасті, на Венері з її густою та гарячою атмосферою, голоси мали б глибший тембр, нагадуючи бас-гітару.
Така різниця в звучанні виникає через товщину атмосфери: розріджене повітря сприяє вищим тонам, тоді як густе – нижчим.