kilka znajomych i ja obecnie dyskutujemy o kosmosie. Mówią, że w przestrzeni nie ma dźwięku, a to dlatego, że w przestrzeni nie ma powietrza. Na przykład, jeśli ktoś do ciebie mówił, nie słyszałeś, co mówił. Trudno mi w to uwierzyć. Twierdziłem, że musi być tam powietrze i że nawet jeśli nie ma powietrza, nadal będzie dźwięk, ponieważ fale radiowe i fale świetlne podróżują przez przestrzeń. Czy mógłby Pan wyjaśnić nam tę argumentację?
odpowiedź Dave ’ a: obawiam się, że twoi przyjaciele mają rację. W pustej przestrzeni nie ma powietrza, a to, co nazywamy „dźwiękiem”, to w rzeczywistości wibracje w powietrzu. Jak już powiedzieliście, w kosmosie istnieją fale świetlne i radiowe, ale te fale nie są dźwiękiem, ale światłem. Światło nie potrzebuje powietrza, aby podróżować, ale wtedy go nie słyszysz, widzisz, albo jest interpretowane przez twój zestaw radiowy, a następnie tłumaczone na dźwięk.
astronauci w kosmosie rozmawiają ze sobą. W statku kosmicznym jest dużo powietrza, więc rozmawiają normalnie. Podczas spaceru w kosmosie rozmawiają za pomocą radia w hełmach. Fale radiowe, ponownie, nie mają problemu w przestrzeni, ale nie są dźwiękiem. To radio, które musi być zamienione na dźwięk przez słuchawki astronautów.
ale czy nie mogą być wibracje w materii, która nie jest powietrzem? A jeśli w kosmosie są gazy, to dlaczego dźwięki nie mogą się przez nie poruszać?
odpowiedź użytkownika Lynn: masz rację, że w kosmosie są gazy i prawdą jest, że te gazy mogą propagować fale dźwiękowe, tak jak ziemskie powietrze pozwala dźwiękowi podróżować. Różnica polega na tym, że międzygwiezdne chmury gazu są znacznie mniej gęste niż ziemska atmosfera. (Mają mniej atomów na stopę sześcienną. Gdyby fala dźwiękowa przemieszczała się przez Wielką chmurę gazu w kosmosie, a my słuchalibyśmy, tylko kilka atomów na sekundę uderzyłoby w błonę bębenkową, a my nie bylibyśmy w stanie usłyszeć tego dźwięku, ponieważ nasze uszy nie są wystarczająco wrażliwe. Może gdybyśmy mieli niesamowicie duży i czuły mikrofon, moglibyśmy te dźwięki wykryć, ale dla naszego ludzkiego ucha byłby to dźwięk cichy.
mogą też występować wibracje w materii, która nie jest gazowa: na przykład, stała Ziemia lub nawet słońce (patrz powiązany link poniżej). Ale chociaż dźwięk może podróżować przez ziemię, nie może podróżować z ziemi na Marsa, ponieważ zasadniczo nie ma materii (gazów, cieczy, ciał stałych) pomiędzy obiema planetami, przez które mógłby podróżować.
nie jest więc do końca prawdą, że żadne wibracje dźwiękowe nie mogą w ogóle przemieszczać się w przestrzeni, ale prawdą jest, że ludzie nie będą w stanie usłyszeć żadnych dźwięków w przestrzeni.
ale w filmach, kiedy pokazują wybuchający duży Statek kosmiczny i inny statek kosmiczny w pobliżu, często grają duży wybuchający dźwięk. Zastanawiam się w dużych eksplozjach (może nie tak małe jak statek eksplodujący, ale powiedzmy w supernowej) czy osoba słyszy dźwięk, ponieważ być może eksplozja uwalnia gazy, w których energia akustyczna jest transportowana przez próżnię między eksplozją a jakimś obserwatorem w statku kosmicznym (lub ewentualnie na ziemi), jeśli wybuch supernowej lub statku kosmicznego był stosunkowo blisko?
odpowiedź użytkownika Lynn: wiem, że w filmach wiele razy grają dźwięki, gdy coś eksploduje, ale nie znam żadnych przypadków, w których byłoby to rzeczywiście realistyczne. Ponieważ przestrzeń jest próżnią, gazy uwalniane w Przestrzeń Kosmiczną rozszerzają się bardzo szybko, a wraz z rozszerzaniem ich gęstość maleje.
więc powiedzmy, że byłeś w statku kosmicznym w środku wielkiej bitwy kosmicznej, a pobliski statek eksplodował. Wybuchający statek uwolniłby gazy i technicznie sprawny mógł podróżować razem z nimi. Ponieważ jednak przestrzeń jest próżnią, gazy te rozprzestrzeniają się bardzo szybko, a gęstość bardzo szybko spada wraz z odległością od wybuchu. (Jeśli się nad tym zastanowić, ilość powietrza w statku prawdopodobnie nie jest zbyt duża w porównaniu do objętości przestrzeni między dwoma statkami. Więc zanim eksplozja dotarła do Waszego statku w pobliżu, wszelkie dźwięki przenoszone przez gaz nadal byłyby zbyt słabe, by je usłyszeć. Wydaje mi się bardziej prawdopodobne, że usłyszysz odłamki z eksplozji uderzające w kadłub twojego statku. Jak zauważyłeś, zależy to od odległości. Jeśli twój statek znajdował się bezpośrednio obok eksplodującego statku, prawdopodobnie usłyszysz coś, ale będzie to również zła wiadomość dla Twojego statku i załogi!
to prawie tak samo jak w przypadku supernowej. Gazy z wybuchu supernowej szybko się rozszerzają, a gęstość szybko spada. Nie jestem pewien, jak blisko musiałbyś być, aby usłyszeć supernową, ponieważ nie jestem pewien, gdzie musiałbyś być, aby uzyskać gęstość zbliżoną do ziemskich wartości atmosferycznych, i możesz potrzebować symulacji komputerowej, aby dokładnie określić. Ale żeby dowiedzieć się, jak gęstość gazu spadnie w miarę rozszerzania się materiału Gwiazdy, wykonałem bardzo proste obliczenia. Gdyby wziąć gwiazdę o masie 50 razy większej od masy Słońca i rozłożyć ją na kuli przestrzeni o promieniu równym odległości orbitalnej Merkurego, gęstość byłaby już 10 razy mniejsza niż gęstość atmosferyczna na poziomie morza na Ziemi. Merkury jest dość blisko słońca, a nawet w takiej odległości nie usłyszysz dźwięków! W rzeczywistości nie cała masa gwiazdy jest wyrzucana w Przestrzeń Kosmiczną, a wyrzucany gaz ma fale uderzeniowe, które są ściskane. Ale podstawową ideą jest to, że musisz być bardzo blisko, aby uzyskać gęstość wystarczająco wysoką, aby cokolwiek usłyszeć. Na przykład nigdy nie usłyszymy wybuchu supernowej na Ziemi. To trochę smutne, ale przestrzeń naprawdę milczy.
ostatnia aktualizacja strony: 22.06.2015.