Какой самый громкий звук во Вселенной?
Человеческая терпимость к звуку на галактическом уровне ничтожна. Извержения вулканов, интенсивные строительные работы с отбойным молотком, концерты My Bloody Valentine — эти явления, вызывающие шум в ушах, едва ли можно назвать шепотом, если не считать величественных бурлящих взрывов и столкновений, происходящих в космосе.
Конечно, большая часть этой деятельности технически беззвучна, в космической атмосфере отсутствует материал, который делает возможным появление звуковых волн.Итак, для Giz Asks мы спросили экспертов в области астрономии и астрофизики, какой самый громкий звук бы быть, если звук, как мы его понимаем, существовал там наверху. Как оказалось, иногда это так, а когда нет, мы иногда можем преобразовать соответствующие излучения в звук, приемлемый для наших крошечных, привязанных к земле ушей.
Эта статья была первоначально опубликована в январе 2019 года.
Грег Салвесен
Постдокторант Национального научного фонда, астрономия и астрофизика, Калифорнийский университет, Санта-Барбара
Насколько мне известно, скопление галактик Персей является текущим рекордсменом по самому громкому звуку, обнаруженному во Вселенной. Генерация звука требует двух условий. Во-первых, должна существовать среда, через которую могут проходить звуковые волны, например, воздух или какой-либо другой газ. Действительно, есть очень горячий газ, который пронизывает пространство между тысячами галактик, составляющих галактическое скопление Персея.
Этот газ светится как рентгеновское излучение, которое мы можем наблюдать с помощью рентгеновских телескопов в космосе, таких как рентгеновская обсерватория Чандра. Второе условие для звука — это источник, который действительно производит звуковые волны. Мощная черная дыра находится в центре одной из этих галактик, составляющих скопление галактик Персея. Периодически эта черная дыра выбрасывает огромное количество энергии в горячий окружающий газ, который переносит энергию в виде звуковых волн, распространяющихся через скопление подобно расширяющимся пузырям.
Что делает звук громким, так это способность газа эффективно уносить энергию, выделяемую черной дырой, которая составляет энергию, сравнимую с энергией 100 миллионов взрывающихся звезд! Хотя этот звук от галактического скопления Персея очень громкий, то есть амплитуда звуковых волн огромна, мы не смогли бы услышать его собственными ушами. Это потому, что звук соответствует си-бемоль примерно на 57 октав ниже среднего до на фортепиано.
Это означает, что для прохождения одной звуковой волны требуется около 10 миллионов лет, что немного дольше, чем вы, вероятно, проживете, даже если вы регулярно тренируетесь и питаетесь здоровой пищей.
«Что делает звук громким, так это способность газа эффективно уносить энергию, выделяемую черной дырой, которая составляет энергию, сравнимую с энергией 100 миллионов взрывающихся звезд!»
Пурагра Гухатакурта
Астроном и профессор обсерватории UCO/Lick Калифорнийского университета в Санта-Круз.
Звук на самом деле является формой передачи энергии, это вибрация. Проблема заключается в передаче этой энергии в виде звука — звука в космосе нет. Но энергия передается другими путями — например, взрывной волной от взрыва. Гамма-всплески считаются самыми энергетическими событиями во Вселенной — они до конца не изучены, но почти наверняка являются взрывами звезд, и за 10 секунд они высвобождают больше энергии, чем Солнце за все десять миллиардов лет своего существования. продолжительность жизни.
Роберт Эрдейи
Профессор математики и статистики Шеффилдского университета, чьи исследования сосредоточены на солнечной, космической физике и физике плазмы, МГД-волнах, линейных и нелинейных волнах.
Звук не может действительно путешествовать. Для звука нужна какая-то среда, например, газ в земной атмосфере, а в космосе этот материал очень и очень редок — может быть, один атом на кубический километр или меньше. Но это не значит, что большой взрыв не может генерировать акустические волны.
Пространство заполнено плазмой, которая является четвертым состоянием материи, остальные (согласно нашим современным знаниям) твердые, жидкие и газообразные. Сама Вселенная на 99,9% находится в состоянии плазмы. Только на Земле у нас нет столько плазмы.
В космосе везде есть магнитное поле. То же самое верно и для Земли, но мы на самом деле этого не чувствуем. В космосе, если магнитное поле не очень сильное и в этих условиях есть плазма, звук может распространяться.
Можно сказать, что звезды непрерывно пузырятся благодаря процессу, называемому конвекцией. Этот тип возмущения в состоянии плазмы генерирует множество акустических волн — звуковых волн. Это делает само Солнце. Иногда эти акустические периоды могут длиться часами, иногда всего несколькими секундами. Вы можете интерпретировать эти виды акустических волн как очень громкие звуки.
Энергия, задействованная в генерации этих акустических волн, в миллиарды миллиардов миллиардов раз превышает мощность атомной бомбы. Взрывы, производящие эти звуки, абсолютно массивны, вы не можете себе представить.
«Звезды непрерывно пузырятся, можно сказать, благодаря процессу, называемому конвекцией. Этот тип возмущения в состоянии плазмы генерирует множество акустических волн, «звуковых волн».
Джим Фуллер
Доцент, теоретическая астрофизика, Калифорнийский технологический институт
Самый громкий звук во Вселенной определенно исходит от слияния черных дыр. В этом случае «звук» выходит в виде гравитационных волн, а не обычных звуковых волн. Пока черные дыры находятся в диапазоне примерно от 1 до 100 солнечных масс (как в случае слияний черных дыр, недавно обнаруженных LIGO), звук действительно находится в диапазоне человеческого слуха! Эти слияния производят что-то вроде 10 ^ 52 Вт мощности.
Это примерно в миллиард миллиардов раз больше энергии, вырабатываемой Солнцем. Если перевести в децибел-ваттную шкалу, это будет примерно 520 децибел. Это не кажется слишком большим, но помните, что шкала децибел является логарифмической, поэтому увеличение громкости на 10 децибел увеличивает громкость в десять раз.
Дональд Гернетт
Профессор физики и астрономии Университета Айовы, чьи исследования сосредоточены на экспериментальной физике космической плазмы.
Это не звук, это радиоизлучение, но вы можете преобразовать его в звук.
Сигнал вернулся к нам в виде волны, а затем на земле мы преобразовали его в звук, который можно слушать, и он очень, очень громкий.
Это так называемое гелиосферное радиоизлучение.На "Вояджере" есть очень специальный радиоприемник, который работает в диапазоне частот примерно от 10 до 50 кГц — очень низкая частота, например, намного ниже автомобильного радиоприемника. Мы обнаружили интенсивное радиоизлучение, возникающее на границе между солнечным ветром (ветром, исходящим от Солнца и движущимся со скоростью около миллиона миль в час, расширяющимся наружу почти до бесконечности) и межзвездной плазмой (называемой гелиопаузой). ), что в конечном итоге останавливает солнечный ветер.
Итак, в 1991 году на Солнце произошла интенсивная серия взрывов, часто называемых солнечными вспышками. Они послали ударную волну по Солнечной системе. Мы зафиксировали эту ударную волну с помощью четырех космических аппаратов: Pioneer 10, Pioneer 11 и Voyager 1 и 2. Мы также обнаружили ее, когда она проходила мимо Земли. Он двигался со скоростью 600-800 км в секунду — несколько миллионов миль в час. Я предположил, что это радиоизлучение возникло, когда ударная волна наконец достигла гелиопаузы и столкнулась с межзвездной плазмой.
Я думаю, что это самое мощное радиоизлучение, которое мы когда-либо обнаруживали. В 1995 году я назвал излучаемую мощность 10^13 Вт. Что касается выбросов, обнаруженных где-либо рядом с нашей Солнечной системой, то они явно являются одними из самых интенсивных.
