een paar vrienden en ik zijn momenteel in debat over de ruimte. Ze zeggen dat er geen geluid in de ruimte is en dat het is omdat er geen lucht in de ruimte is. Bijvoorbeeld, als iemand met je praatte, kon je niet horen wat ze zeiden. Ik vond het moeilijk om een van die beweringen te geloven. Ik betoogde dat er lucht moet zijn en dat zelfs als er geen lucht was, er nog steeds geluid zou zijn omdat dingen als radiogolven en lichtgolven door de ruimte reizen. Kunt u ons dit argument duidelijk maken?
antwoord van Dave: ik ben bang dat je vrienden gelijk hebben. In de lege ruimte is er geen lucht, en wat we “geluid” noemen zijn eigenlijk trillingen in de lucht. Zoals je al zei, zijn er inderdaad lichtgolven en radiogolven in de ruimte, maar deze golven zijn geen geluid, maar licht. Licht heeft geen lucht nodig om te reizen, maar dan hoor je het niet; je ziet het, of het wordt geïnterpreteerd door je radioset en vervolgens vertaald in geluid.
astronauten in de ruimte praten met elkaar. In het ruimtevaartuig is er genoeg lucht, dus ze praten gewoon. Als ze in de ruimtewandelen, praten ze door middel van radio ‘ s in hun helmen. De radiogolven hebben geen probleem in de ruimte, maar ze zijn geen geluid. Het is radio, die moet worden omgezet in geluid door de hoofdtelefoon van de astronauten.
maar kunnen er geen trillingen zijn in materie die geen lucht is? En als er gassen in de ruimte zijn, waarom kunnen geluiden er dan niet doorheen bewegen?
antwoord van Lynn: je hebt gelijk dat er gassen in de ruimte zijn, en het is waar dat deze gassen geluidsgolven kunnen voortbrengen net zoals de lucht van de aarde geluid toelaat om te reizen. Het verschil is dat interstellaire gaswolken veel minder dicht zijn dan de atmosfeer van de aarde. (Ze hebben minder atomen per kubieke voet. Dus als een geluidsgolf door een grote gaswolk in de ruimte zou reizen en we daar zouden luisteren, zouden slechts een paar atomen per seconde ons trommelvlies raken, en zouden we het geluid niet kunnen horen omdat onze oren niet gevoelig genoeg zijn. Misschien zouden we met een ongelooflijk grote en gevoelige microfoon deze geluiden kunnen detecteren, maar voor ons menselijk oor zou het stil zijn.
Er kunnen ook trillingen zijn in materie die niet gasvormig is: bijvoorbeeld de vaste aarde of zelfs de zon (zie de link hieronder). Maar hoewel geluid door de aarde kan reizen, kan het niet van de aarde naar Mars reizen omdat er in wezen geen materie (gassen, vloeistoffen, vaste stoffen) tussen de twee planeten is waar het doorheen kan reizen.
Het is dus niet helemaal waar dat geluidstrillingen niet door de ruimte kunnen reizen, maar het is wel waar dat mensen geen geluiden in de ruimte zouden kunnen horen.
maar in films waarin een groot ruimteschip explodeert en een ander ruimteschip in de buurt wordt vaak een groot exploderend geluid afgespeeld. Ik vraag me af of bij grote explosies (misschien niet zo klein als een exploderend ruimteschip, maar bijvoorbeeld in een supernova) een persoon het geluid kan horen omdat mogelijk de explosie gassen vrijmaakt waarin de akoestische energie door het vacuüm wordt getransporteerd tussen de explosie en een waarnemer in een ruimteschip (of mogelijk op aarde) of de supernova of ruimteschip explosie relatief dichtbij was?
antwoord van Lynn: ik weet dat in films vaak geluiden worden afgespeeld wanneer dingen exploderen, maar ik ken geen gevallen waarin dit realistisch zou zijn. Omdat de ruimte een vacuã1 ⁄ 4m is, breiden gassen die vrijkomen in de ruimte zeer snel uit, en naarmate ze uitbreiden neemt hun dichtheid af.
stel dat je in een ruimteschip was in het midden van een grote ruimteslag en een nabijgelegen schip ontplofte. Het exploderende schip zou gassen vrijgeven en technisch geluid zou met hen mee kunnen reizen. Aangezien de ruimte echter een vacuüm is, zullen deze gassen zich zeer snel verspreiden en zal de dichtheid zeer snel dalen met Afstand tot de explosie. (Als je erover nadenkt, de hoeveelheid lucht in het schip is waarschijnlijk niet erg groot in vergelijking met het volume van de ruimte tussen twee schepen. Dus tegen de tijd dat de explosie uw schip in de buurt bereikte, zouden alle geluiden die door het gas worden gedragen nog steeds te zwak zijn om te horen. Het lijkt me waarschijnlijker dat wat je zou horen de granaatscherven zijn van de explosie die in de romp van je schip bonzen. Zoals u aangeeft, hangt het af van de afstand. Als het uw schip direct naast het exploderende schip was, zou u meer kans om iets te horen, maar het zou ook slecht nieuws voor uw schip en bemanning!
Het is vrijwel hetzelfde voor een supernova. De gassen van een supernova-explosie breiden snel uit, en de dichtheid zal snel dalen. Ik weet niet zeker hoe dicht je moet zijn om een supernova te horen, want ik weet niet zeker waar je moet zijn om dichtheden dicht bij de atmosferische waarden van de aarde te krijgen, en je hebt misschien een computersimulatie nodig om het precies te vertellen. Maar om een idee te krijgen van hoe de dichtheid van gas zou dalen als je het materiaal van een ster uitbreidt, heb ik een heel eenvoudige berekening gemaakt. Als je een ster 50 keer de massa van de zon zou nemen en zijn massa zou verdelen over een ruimtebol met een straal die gelijk is aan de baanafstand van de planeet Mercurius, zou de dichtheid al 10 keer minder zijn dan de atmosferische dichtheid op zeeniveau op aarde. Mercurius is vrij dicht bij de zon, en je zou niet in staat zijn om geluiden te horen, zelfs niet op die afstand! In werkelijkheid wordt niet alle Massa van de ster in de ruimte uitgestoten, en het gas dat wordt uitgestoten heeft schokgolven, die worden gecomprimeerd. Maar het basisidee is dat je extreem dichtbij moet zijn om dichtheden hoog genoeg te krijgen om iets te horen. We zullen bijvoorbeeld nooit een supernova-explosie op aarde horen. Het is een beetje triest, maar de ruimte is echt stil.
Pagina laatst bijgewerkt op 22 juni 2015.