muutama ystävä ja minä väittelemme parhaillaan avaruudesta. He sanovat, että avaruudessa ei ole ääntä ja että se johtuu siitä, että avaruudessa ei ole ilmaa. Esimerkiksi jos joku puhui sinulle, et kuullut, mitä he sanoivat. Minun oli vaikea uskoa kumpaakaan näistä väitteistä. Väitin, että siellä on oltava ilmaa ja että vaikka ilmaa ei olisi, siellä olisi silti ääntä, koska asiat, kuten radioaallot ja valoaallot kulkevat avaruudessa. Voisitteko selventää tätä väitettä?
Daven vastaus: pelkään, että ystäväsi ovat oikeassa. Tyhjässä avaruudessa ei ole ilmaa, ja se, mitä kutsumme ”ääneksi”, on todellisuudessa ilmassa olevaa värähtelyä. Kuten sanoit, avaruudessa on valoaaltoja ja radioaaltoja, – mutta nämä aallot eivät ole ääntä vaan valoa. Valo ei tarvitse ilmaa kulkiakseen, mutta silloin sitä ei kuule; sen näkee, tai se tulkitaan radiolaitteella ja käännetään sitten ääneksi.
astronautit puhuvat avaruudessa keskenään. Avaruusaluksessa on paljon ilmaa, joten he vain puhuvat normaalisti. Kun he ovat avaruuskävelyllä, he puhuvat radioiden välityksellä kypärissään. Radioaalloilla ei taaskaan ole ongelmia avaruudessa, mutta ne eivät ole ääntä. Ne ovat radio, joka on muunnettava ääneksi astronauttien kuulokkeilla.
mutta eikö aineessa, joka ei ole ilmaa, voi olla värähtelyjä? Jos avaruudessa on kaasuja, mikseivät äänet voi liikkua niiden läpi?
Lynnin vastaus: Olet oikeassa, että avaruudessa on kaasuja, ja on totta, että nämä kaasut voivat levittää ääniaaltoja aivan kuten maan ilma sallii äänen kulkea. Erona on, että tähtienväliset kaasupilvet ovat paljon vähemmän tiheitä kuin Maan ilmakehä. (Niissä on vähemmän atomeja kuutiojalkaa kohden.) Eli jos ääniaalto kulkisi suuren kaasupilven läpi avaruudessa ja me kuuntelisimme, vain muutama atomiääni sekunnissa vaikuttaisi tärykalvoomme, emmekä pystyisi kuulemaan ääntä, koska korvamme eivät ole tarpeeksi herkkiä. Jos meillä olisi hämmästyttävän suuri ja herkkä mikrofoni, voisimme ehkä havaita nämä äänet, mutta ihmiskorvaamme se olisi hiljainen.
myös muussa kuin kaasumaisessa aineessa voi olla värähtelyjä: esimerkiksi kiinteä maa tai jopa aurinko (katso liittyvä linkki alla). Mutta vaikka ääni voi kulkea maan läpi, se ei voi matkustaa Maasta Marsiin, koska kahden planeetan välillä ei ole periaatteessa mitään ainetta (kaasuja, nesteitä, kiinteitä aineita), joiden läpi se voi kulkea.
ei siis ole varsinaisesti totta, että äänivärähtelyt eivät voisi kulkea avaruudessa lainkaan, mutta on totta, että ihmiset eivät pystyisi kuulemaan ääniä avaruudessa.
mutta elokuvissa, kun ne näyttävät suuren avaruusaluksen räjähtävän ja toisen avaruusaluksen lähistöllä, ne soittavat usein suurta räjähtävää ääntä. Ihmettelen suurissa räjähdyksissä (ehkä ei niin pieni kuin avaruusalus räjähtää, mutta vaikkapa Supernovassa) voisiko ihminen kuulla äänen, koska mahdollisesti räjähdys vapauttaa kaasuja, joissa akustinen energia kulkeutuu tyhjiön läpi räjähdyksen ja jonkun tarkkailijan välillä avaruusaluksessa (tai mahdollisesti maassa), jos supernova tai avaruusalus räjähdys oli suhteellisen lähellä?
Lynnin vastaus: tiedän, että elokuvissa monesti soitetaan ääniä, kun asiat räjähtävät, mutta en tiedä yhtään tapausta, jossa tämä olisi oikeasti realistista. Koska avaruus on tyhjiö, avaruuteen vapautuvat kaasut laajenevat hyvin nopeasti, ja laajentuessaan niiden tiheys pienenee.
niin sano, että olit avaruusaluksessa keskellä suurta avaruustaistelua ja läheinen alus räjähti. Räjähtävä alus vapauttaisi kaasuja ja teknisesti ääni voisi kulkea niiden mukana. Koska avaruus on kuitenkin tyhjiö, nämä kaasut leviävät hyvin nopeasti ja tiheys putoaa hyvin nopeasti räjähdyksen etäisyyden kasvaessa. (Jos asiaa ajattelee, aluksen ilmamäärä ei todennäköisesti ole kovin suuri verrattuna kahden aluksen väliseen tilavuuteen. Kun räjähdys saapui aluksenne lähelle, kaasun kantamat äänet olivat vielä liian heikkoja kuultaviksi. Minusta on todennäköisempää, että kuulette räjähdyksen sirpaleita, jotka iskevät aluksenne runkoon. Kuten huomautatte, se riippuu etäisyydestä. Jos aluksesi olisi suoraan räjähtävän aluksen vieressä, kuulisit todennäköisemmin jotain, mutta se olisi myös huono uutinen aluksellesi ja miehistöllesi!
se on aika lailla sama supernovalle. Supernovaräjähdyksen kaasut laajenevat nopeasti, ja tiheys laskee nopeasti. En ole varma, kuinka lähellä supernovan kuulemista pitäisi olla, koska en ole varma, missä pitäisi olla saadakseen tiheydet lähelle maan ilmakehän arvoja, ja saatat tarvita tietokonesimulaatiota kertoaksesi tarkasti. Mutta saadakseni jonkinlaisen käsityksen kaasun tiheydestä-kun tähden materiaalia laajennetaan, tein yksinkertaisen laskelman. Jos ottaisi tähden 50 kertaa Auringon massaiseksi ja jakaisi sen massan avaruuden pallolle, jonka säde on yhtä suuri kuin planeetta Merkuriuksen rataetäisyys, tiheys olisi jo 10 kertaa pienempi kuin ilmakehän tiheys merenpinnan tasolla maapallolla. Merkurius on aika lähellä aurinkoa, eikä ääniä kuulisi edes tuolta etäisyydeltä! Todellisuudessa tähden kaikki massa ei sinkoudu avaruuteen, ja ulos lähtevässä kaasussa on paineaaltoja, jotka tiivistyvät. Perusajatus on kuitenkin se, että pitäisi olla äärimmäisen lähellä, että saisi tiheydet riittävän korkeiksi kuullakseen mitään. Emme siis koskaan kuule esimerkiksi supernovaräjähdystä maan päällä. Se on hieman surullista, mutta avaruus on todella hiljainen.
sivu päivitetty viimeksi 22.kesäkuuta 2015.