他们说,在太空中,没有人能听到你的尖叫声。那么,我们为什么能听到卫星录音呢?
如果你看过年邪教科幻恐怖电影《外星人》的著名宣传海报,那么你可能会觉得我们在太空中听不到任何声音——更不用说卑鄙恐怖的尖叫了。
那么,年SCINEMA国际科学电影节最佳实验电影《天体草皮》怎么能利用太空卫星的奇怪录音声音呢?
太空中没有声音。
声音在太空中并不存在,至少不存在我们在地球上体验它的方式。这是因为声音通过粒子的振动传播,而空间是一个真空。在地球上,声音主要通过振动空气分子传播到你的耳朵,但在太空的近乎空的地区,没有(或非常、非常少)粒子可以振动——所以没有声音。
我们很幸运,因为否则太阳的声音会在地球上以令人印象深刻的分贝的速度咆哮——就像每天听一场摇滚音乐会一样。
声音在所谓的纵向波中传播,这会导致粒子在移动的介质中来回振动。它以声音的速度在介质中传播,声音的速度因物质而异——通常通过气体传播得更慢,在液体中更快,在固体中速度最快。
这种来回导致颗粒被压缩在一起的高压区域(压缩)和它们更分散的低压区域(折射)。完成一个波循环所需的距离——例如,每次重复压缩之间的距离——是所谓的波长。
波的频率以赫兹(Hz)测量,赫兹(赫兹)是一秒钟内通过固定点的波数的度量。因此,波长越长,频率就越低,反之亦然。
人类通常可以在狭窄的频率范围内听到声音,通常在20Hz到20,Hz之间。
那么,我们在Astroturf听到了什么?
这部短片只是更大选集的一部分,独立电影制片人受到空间声音效果(SSFX)项目的挑战,以制作包含卫星在太空中记录声音的短片。
现在,尽管我们刚刚提醒自己,太空是一个真空,但应该澄清的是,它不是完全空的。例如,它包含从太阳流出的太阳风——地球磁场保护我们免受的带电粒子(等离子体)的恒定流动。
磁层保护我们免受这种电离辐射和太阳风对大气的侵蚀,但这里发生的相互作用是复杂和动态的,可能导致破坏我们所依赖技术的现象,如电网、全球定位系统(GPS)和天气预报。
正是这些等离子体波,电磁振动,可以测量。但波在超低频(ULF)范围内——频率从毫赫兹到1赫兹不等——人类听力无法检测到。对于规模,波长约为30万公里,压力变化如此之小,以至于你需要一个与地球大小相当的耳膜才能听到它们。
但卫星仍然可以观测到它们。科学家花了一年的时间录制这些录音,戏剧性地加快了播放时间,并以人类听觉范围内的频率将其压缩为只有六分钟的音频。这是一个被称为声化的过程——就像可视化,而是声音——使用非语音音频来传输信息或数据,其中最著名的应用是盖格计数器。
该音频还用于一个公民科学项目,高中生在该项目中发现了一个有趣的声章,当科学家进一步探索时,该声章变成了日冕物质抛射——或太阳风暴——到达地球。通过数据可以听到。
检测电磁波的俯仰和频率也被用来告诉我们旅行者1号航天器周围的气体密度——美国宇航局于年发射的空间探测器,旨在研究太阳系外层和星际空间。
从中,他们能够确定旅行者1号何时离开日光层——围绕太阳和太阳系行星的巨大磁性气泡——并进入行星系之间星际介质中密度更高的气体。
空间数据声化还有其他实例吗?
各种航天器上的仪器收集了很多这些“空间声音”,从朱诺航天器观测来自木星电离层的等离子体波信号,到卡西尼对土星无线电发射的检测(这些辐射远高于音频频率范围,并向下移动,以便我们能够听到它们)。
另一个例子是引力波。这些拉伸和缩小空间,可以通过质量之间的空间失真或振动来检测——但需要放大十亿次才能听到。
在另一条路线上,X射线、光学和红外线可以转化为合奏乐曲中的声音,以代表银河系空间区域光源的位置和亮度。
因此,虽然我们无法像地球那样在太空中听到声音,但我们仍然可以将空间的排放转化为人类耳朵可以感知的东西——反正,听起来不比尖叫声更好吗?