Ein paar Freunde und ich diskutieren gerade über den Weltraum. Sie sagen, dass es keinen Ton im Raum gibt und dass es daran liegt, dass es keine Luft im Raum gibt. Wenn zum Beispiel jemand mit dir sprach, konntest du nicht hören, was er sagte. Ich fand es schwer, eine dieser Behauptungen zu glauben. Ich argumentierte, dass es da draußen Luft geben muss und dass selbst wenn es keine Luft gäbe, es immer noch Geräusche geben würde, weil Dinge wie Radiowellen und Lichtwellen durch den Weltraum reisen. Könnten Sie uns bitte über dieses Argument aufklären.
Antwort von Dave: Ich fürchte, deine Freunde haben Recht. Im leeren Raum gibt es keine Luft, und was wir „Klang“ nennen, sind tatsächlich Schwingungen in der Luft. Nun, wie Sie gesagt haben, gibt es tatsächlich Lichtwellen und Radiowellen im Weltraum, aber diese Wellen sind kein Schall, sondern Licht. Licht braucht keine Luft, um zu reisen, aber dann hörst du es nicht; du siehst es, oder es wird von deinem Radio interpretiert und dann in Ton übersetzt.
Astronauten im All reden miteinander. Im Raumschiff gibt es viel Luft, also reden sie einfach normal. Wenn sie ins All gehen, sprechen sie über Funkgeräte in ihren Helmen. Die Radiowellen haben wiederum kein Problem im Weltraum, aber sie sind kein Schall. Sie sind Radio, das von den Headsets der Astronauten in Ton umgewandelt werden muss.
Aber kann es keine Schwingungen in Materie geben, die keine Luft ist? Und wenn es Gase im Weltraum gibt, warum können sich dann keine Geräusche durch sie bewegen? Antwort von Lynn: Sie haben Recht, dass es Gase im Weltraum gibt, und es ist wahr, dass diese Gase Schallwellen ausbreiten können, genau wie die Luft der Erde Schall reisen lässt. Der Unterschied besteht darin, dass interstellare Gaswolken viel weniger dicht sind als die Erdatmosphäre. (Sie haben weniger Atome pro Kubikfuß. Wenn also eine Schallwelle durch eine große Gaswolke im Weltraum reist und wir da draußen zuhören, würden nur ein paar Atome pro Sekunde auf unser Trommelfell einwirken, und wir könnten den Klang nicht hören, weil unsere Ohren nicht empfindlich genug sind. Wenn wir ein erstaunlich großes und empfindliches Mikrofon hätten, könnten wir diese Geräusche vielleicht erkennen, aber für unser menschliches Ohr wäre es still.
Es kann auch Schwingungen in Materie geben, die nicht gasförmig ist: zum Beispiel die feste Erde oder sogar die Sonne (siehe den entsprechenden Link unten). Aber obwohl Schall durch die Erde reisen kann, kann er nicht von der Erde zum Mars reisen, weil es im Wesentlichen keine Materie (Gase, Flüssigkeiten, Feststoffe) zwischen den beiden Planeten gibt, durch die er reisen kann.
Es ist also nicht unbedingt wahr, dass überhaupt keine Schallschwingungen durch den Weltraum reisen können, aber es ist wahr, dass Menschen im Weltraum keine Geräusche hören könnten.
Aber in Filmen, wenn sie ein großes Raumschiff explodieren und ein anderes Raumschiff in der Nähe zeigen, spielen sie oft ein großes explodierendes Geräusch. Ich frage mich, in großen Explosionen (vielleicht nicht so klein wie ein Raumschiff explodiert, aber sagen wir in einer Supernova) könnte eine Person das Geräusch hören, weil möglicherweise die Explosion Gase freisetzt, in denen die akustische Energie durch das Vakuum zwischen der Explosion und einem Beobachter in einem Raumschiff (oder möglicherweise auf der Erde) transportiert wird, wenn die Supernova- oder Raumschiffexplosion relativ nahe war? Antwort von Lynn: Ich weiß, dass in Filmen oft Geräusche abgespielt werden, wenn Dinge explodieren, aber ich kenne keine Fälle, in denen dies tatsächlich realistisch wäre. Da der Raum ein Vakuum ist, dehnen sich in den Raum freigesetzte Gase sehr schnell aus, und wenn sie sich ausdehnen, nimmt ihre Dichte ab.
Angenommen, Sie waren in einem Raumschiff mitten in einer großen Weltraumschlacht und ein nahe gelegenes Schiff explodierte. Das explodierende Schiff würde Gase freisetzen und technisch gesehen könnte Schall mitreisen. Da der Raum jedoch ein Vakuum ist, werden sich diese Gase sehr schnell ausbreiten und die Dichte wird mit der Entfernung von der Explosion sehr schnell abfallen. (Wenn Sie darüber nachdenken, ist die Luftmenge im Schiff wahrscheinlich nicht sehr groß im Vergleich zum Raumvolumen zwischen zwei Schiffen. Als die Explosion Ihr Schiff in der Nähe erreichte, waren alle Geräusche, die vom Gas getragen wurden, immer noch zu schwach, um sie zu hören. Es scheint mir wahrscheinlicher, dass das, was Sie hören würden, die Splitter der Explosion sind, die in den Rumpf Ihres Schiffes schlagen. Wie Sie betonen, hängt es von der Entfernung ab. Wenn Ihr Schiff direkt neben dem explodierenden Schiff wäre, würden Sie eher etwas hören, aber es wäre auch eine schlechte Nachricht für Ihr Schiff und Ihre Crew!
Es ist so ziemlich das gleiche für eine Supernova. Die Gase einer Supernova-Explosion dehnen sich schnell aus und die Dichte fällt schnell ab. Ich bin mir nicht sicher, wie nah man sein müsste, um eine Supernova zu hören, weil ich nicht sicher bin, wo man sein müsste, um Dichten nahe an die atmosphärischen Werte der Erde zu bringen, und man könnte eine Computersimulation brauchen, um genau zu sagen. Aber um eine Vorstellung davon zu bekommen, wie die Dichte des Gases abfallen würde, wenn Sie das Material eines Sterns ausdehnen, habe ich eine wirklich einfache Berechnung durchgeführt. Wenn Sie einen Stern mit der 50-fachen Masse der Sonne nehmen und seine Masse über eine Raumkugel mit einem Radius verteilen würden, der der Umlaufbahn des Planeten Merkur entspricht, wäre die Dichte bereits 10-mal geringer als die atmosphärische Dichte auf Meereshöhe auf der Erde. Merkur ist der Sonne ziemlich nahe, und selbst in dieser Entfernung können Sie keine Geräusche hören! In Wirklichkeit wird nicht die gesamte Masse des Sterns in den Weltraum ausgestoßen, und das ausgestoßene Gas hat Stoßwellen, die komprimiert werden. Aber die Grundidee ist, dass man extrem nah dran sein müsste, um Dichten zu bekommen, die hoch genug sind, um etwas zu hören. So werden wir zum Beispiel nie eine Supernova-Explosion auf der Erde hören. Es ist ein bisschen traurig, aber der Weltraum ist wirklich still.
Seite zuletzt aktualisiert am 22.Juni 2015.