několik přátel a já jsme v současné době v debatě o vesmíru. Říká se, že ve vesmíru není žádný zvuk a že je to proto, že ve vesmíru není vzduch. Například pokud s vámi někdo mluvil, neslyšeli jste, co říkají. Bylo pro mě těžké uvěřit ani jednomu z těchto tvrzení. Tvrdil jsem, že tam musí být vzduch a že i kdyby tam nebyl vzduch, stále by byl zvuk, protože věci jako rádiové vlny a světelné vlny cestují vesmírem. Mohl byste nám prosím objasnit tento argument.

odpověď Dave: obávám se, že vaši přátelé mají pravdu. V prázdném prostoru není vzduch a to, čemu říkáme „zvuk“ , jsou ve skutečnosti vibrace ve vzduchu. Jak jste řekl, ve vesmíru jsou skutečně světelné vlny a rádiové vlny, ale tyto vlny nejsou zvuk, ale světlo. Světlo nepotřebuje vzduch k cestování, ale pak ho neslyšíte; vidíte to, nebo je interpretováno vaším rádiovým setem a poté přeloženo do zvuku.

astronauti ve vesmíru spolu mluví. V kosmické lodi je spousta vzduchu, takže prostě mluví normálně. Když se pohybují vesmírem, mluví pomocí rádií v přilbách. Rádiové vlny zase nemají problém ve vesmíru, ale nejsou zvukové. Je to rádio, které musí být přeměněno na zvuk náhlavními soupravami astronautů.

ale nemohou existovat vibrace v hmotě, která není vzduchem? A pokud jsou ve vesmíru plyny, tak proč se přes ně nemohou pohybovat zvuky?

odpověď Lynn: máte pravdu, že ve vesmíru jsou plyny, a je pravda, že tyto plyny mohou šířit zvukové vlny, stejně jako zemský vzduch umožňuje zvuk cestovat. Rozdíl je v tom, že mezihvězdné plynové mraky jsou mnohem méně husté než zemská atmosféra. (Mají méně atomů na metr krychlový.) Takže pokud zvuková vlna cestuje přes velký oblak plynu v prostoru a byli jsme tam poslech, jen několik atomů za sekundu bude mít dopad na naše ušní bubínek, a my bychom nebyli schopni slyšet zvuk, protože naše uši nejsou dostatečně citlivé. Možná kdybychom měli úžasně velký a citlivý mikrofon, mohli bychom tyto zvuky detekovat, ale pro naše lidské ucho by to bylo tiché.

mohou také existovat vibrace v hmotě, která není plynná: například pevná země nebo dokonce slunce (viz související odkaz níže). Ale i když zvuk může cestovat po zemi, nemůže cestovat ze země na Mars, protože mezi oběma planetami není v podstatě žádná hmota (plyny, kapaliny, pevné látky), kterou by mohl cestovat.

takže není striktně pravda, že žádné zvukové vibrace nemohou cestovat vesmírem vůbec, ale je pravda, že lidé by nebyli schopni slyšet žádné zvuky ve vesmíru.

ale ve filmech, když ukazují velkou vesmírnou loď explodující a další kosmickou loď poblíž, často hrají velký explodující zvuk. Zajímá mě, ve velké výbuchy (možná ne tak malé, jako kosmická loď exploduje, ale řekněme, že v supernova) může člověk slyšet zvuk, protože možná explozi uvolňuje plyny, v nichž se akustická energie je transportována přes vakuum mezi výbuchu a některé pozorovatele v kosmické lodi (nebo možná na zemi), pokud supernova nebo kosmické exploze relativně blízkých?

odpověď Lynn: vím, že ve filmech mnohokrát hrají zvuky, když věci explodují, ale nevím o žádných případech, kdy by to bylo skutečně realistické. Protože prostor je vakuum, plyny uvolňované do vesmíru se velmi rychle rozšiřují a při rozšiřování se jejich hustota snižuje.

řekněme, že jste byli v kosmické lodi uprostřed velké vesmírné bitvy a nedaleká loď explodovala. Explodující loď by uvolňovala plyny a technicky zdravý mohl cestovat spolu s nimi. Vzhledem k tomu, že prostor je vakuum, tyto plyny se budou velmi rychle šířit a hustota bude velmi rychle klesat se vzdáleností od výbuchu. (Pokud o tom přemýšlíte, množství vzduchu v lodi pravděpodobně není příliš velké ve srovnání s objemem prostoru mezi dvěma loděmi.), Takže v době výbuchu dosáhl své lodě v okolí, žádné zvuky nesené plynem by ještě bylo příliš slabé na to, aby slyšel. Zdá se mi pravděpodobnější, že to, co uslyšíte, bude šrapnel z exploze, který bouchne do trupu vaší lodi. Jak zdůrazňujete, záleží na vzdálenosti. Pokud by vaše loď byla přímo vedle explodující lodi, pravděpodobně byste něco slyšeli, ale také by to byla špatná zpráva pro vaši loď a posádku!

je to skoro stejné pro supernovu. Plyny z výbuchu supernovy se rychle rozšiřují a hustota rychle klesá. Nejsem si jistý, jak blízko budete muset být slyšet supernovy, protože si nejsem jistý, kde by měl být, aby se hustoty blízko k Zemi, atmosférické hodnoty, a možná budete potřebovat počítačovou simulaci říct přesně. Ale aby si nějakou představu o tom, jak hustota plynu bude klesat, jak si rozšířit materiál hvězda, jsem udělal opravdu jednoduchý výpočet. Pokud jste si hvězdu 50 krát hmotnost slunce a distribuovány jeho hmotnost přes oblasti vesmíru s poloměrem rovná planetě Merkur orbitální vzdálenost, hustota by již být 10 krát méně než hustota vzduchu na hladině moře na Zemi. Merkur je docela blízko ke slunci, a vy byste nebyli schopni slyšet zvuky ani v této vzdálenosti! Ve skutečnosti není veškerá hmota hvězdy vyhozena do vesmíru a vypuzený plyn má rázové vlny, které jsou stlačeny. Základní myšlenkou však je, že byste museli být velmi blízko, abyste získali hustoty dostatečně vysoké, abyste něco slyšeli. Takže například nikdy neuslyšíme výbuch supernovy na Zemi. Je to trochu smutné, ale prostor opravdu mlčí.

stránka byla naposledy aktualizována 22. června 2015.