Vai planēta var radīt skaņu? Tas ir interesants jautājums, kas dod mums ieskatu skaņas viļņu dabā. Zināmā nozīmē planētas izstaro starojumu, ko var izmantot, lai radītu dzirdamas skaņas. Kā tas darbojas?
Skaņas viļņu fizika
Viss Visumā izdalās starojums ka - ja mūsu ausis vai acis bija pret to jutīgas - mēs varētu “dzirdēt” vai “redzēt”. Gaismas spektrs, ko mēs faktiski uztveram, ir ļoti mazs, salīdzinot ar ļoti lielo pieejamās gaismas spektru, sākot no gamma-stari uz radioviļņi. Signāli, kurus var pārveidot par skaņu, veido tikai vienu šī spektra daļu.
Cilvēku un dzīvnieku dzirdama skaņa ir tāda, ka skaņas viļņi pārvietojas pa gaisu un galu galā sasniedz ausi. Iekšpusē tie piepeši pret bungādiņu, kas sāk vibrēt. Šīs vibrācijas iziet caur maziem kauliem ausī un izraisa mazu matiņu vibrāciju. Mati darbojas kā sīkas antenas un pārveido vibrācijas elektriskos signālos, kas smadzenēs plūst caur nerviem. Pēc tam smadzenes to interpretē kā skaņu un to, kāds ir skaņas tembrs un augstums.
Kas par skaņu kosmosā?
Ikviens ir dzirdējis līniju, ko izmanto, lai reklamētu 1979. gada filmu "Svešais", "Kosmosā neviens nevar dzirdēt jūs kliedzam." Tas faktiski ir diezgan taisnība, jo tas attiecas uz skaņa telpā. Lai skaņas tiktu dzirdamas, kamēr kāds atrodas "kosmosā", ir jābūt molekulām, lai tās vibrētu. Uz mūsu planētas gaisa molekulas vibrē un pārraida skaņu mūsu ausīm. Kosmosā ir maz molekulu, kas nes skaņas viļņus kosmosā esošo cilvēku ausīm. (Turklāt, ja kāds atrodas kosmosā, viņš, iespējams, valkā ķiveri un kosmosa tērpu un joprojām neko nedzird "ārpusē", jo nav gaisa, kas to pārraidītu.)
Tas nenozīmē, ka caur kosmosu nepastāv vibrācijas, tikai tas, ka nav molekulu, kas tās uzņemtu. Tomēr šīs emisijas var izmantot, lai radītu "nepatiesas" skaņas (tas ir, nevis reālo "skaņu", kādu varētu radīt planēta vai cits objekts). Kā tas darbojas?
Kā vienu piemēru cilvēki ir uztvēruši izmešus, kas izdalās, kad uzlādētās Saules daļiņas saskaras ar mūsu planētas magnētisko lauku. Signāli ir tiešām augstās frekvencēs, kuras mūsu ausis nespēj uztvert. Bet signālus var pietiekami palēnināt, lai mēs tos dzirdētu. Viņi izklausās dīvaini un dīvaini, bet tie svilpēji plaisas un pops un hums ir tikai dažas no daudzajām Zemes "dziesmām". Vai, precīzāk sakot, no plkst Zemes magnētiskais lauks.
Deviņdesmitajos gados NASA izpētīja ideju, ka emisijas no citām planētām varētu uztvert un apstrādāt, lai cilvēki tās dzirdētu. Iegūtā "mūzika" ir baismīgu, spocīgu skaņu kolekcija. Ir labs paraugs no tiem NASA vietne Youtube. Tie ir burtiski mākslīgi reālu notikumu attēlojumi. Tas ir ļoti līdzīgs, piemēram, kaķa ierakstīšanas ierakstīšanai, kas nopļauj, un palēnina to, lai dzirdētu visas kaķa balss variācijas.
Vai mēs tiešām “dzirdam” planētas skaņu?
Ne gluži. Planētas nedzied diezgan skaistu mūziku, kad ar tām kuģo kosmosa kuģi. Bet viņi izdala visas tās emisijas Voyager, Jauni horizonti, Cassini, Galileo, un citas zondes var paraugu ņemt, savākt un nosūtīt atpakaļ uz Zemi. Mūzika tiek veidota, kad zinātnieki apstrādā datus, lai tie būtu dzirdami.
Tomēr katrai planētai ir sava unikālā "dziesma". Tas ir tāpēc, ka katram no tiem ir atšķirīgas izstarotās frekvences (atšķirīga apjoma dēļ) lādētas daļiņas, kas peld apkārt, un dažādu magnētiskā lauka stiprumu dēļ mūsu saulē sistēma). Katras planētas skaņa būs atšķirīga, tāpat arī telpa ap to.
Astronomi ir arī konvertējuši datus no kosmosa kuģiem, kas šķērso Saules sistēmas "robežu" (saukti par heliopauzi), un pārvērta tos arī par skaņu. Tas nav saistīts ar nevienu planētu, bet tomēr parāda, ka signāli var nākt no daudzām kosmosa vietām. Pārvērtot tos dziesmās, kuras mēs dzirdam, ir veids, kā piedzīvot Visumu ar vairāk nekā vienu sajūtu.
Tas viss sākās Voyager
"Planētas skaņas" radīšana sākās, kad Voyager 2 kosmosa kuģis laikā no 1979. līdz 1989. gadam slaucīja Jupiteru, Saturnu un Urānu. Zonde uztvēra elektromagnētiskos traucējumus un uzlādējamo daļiņu plūsmu, nevis faktisko skaņu. Uzlādētas daļiņas (vai nu atdaloties no planētām no Saules, vai arī pašas planētas) pārvietojas telpā, ko parasti kontrolē planētu magnetosfēras. Arī radioviļņus (atkal vai nu atstarotus viļņus, vai arī pašu procesu radītus) var ieslodzīt planētas magnētiskā lauka milzīgais spēks. Elektromagnētiskos viļņus un uzlādētās daļiņas izmērīja ar zondi, un šo mērījumu dati tika nosūtīti atpakaļ uz Zemi analīzei.
Viens interesants piemērs bija tā sauktais "Saturna kilometra starojums". Tā ir zemas frekvences radio emisija, tāpēc faktiski tā ir zemāka, nekā mēs varam dzirdēt. Tas tiek ražots, elektroniem pārvietojoties pa magnētiskā lauka līnijām, un tie kaut kādā veidā ir saistīti ar auroral aktivitāti polos. Laikā, kad notika Saturna lidojums Voyager 2, zinātnieki, kas strādāja ar planētas radioastronomijas instrumentu, atklāja šo starojumu, paātrināja to un izveidoja “dziesmu”, ko cilvēki varēja dzirdēt.
Kā datu vākšana kļūst pareiza?
Mūsdienās, kad vairums cilvēku saprot, ka dati ir tikai tādu datu un nulles apkopojums, ideja pārvērst datus mūzikā nav tik mežonīga. Galu galā mūzika, ko mēs klausāmies straumēšanas pakalpojumos vai mūsu iPhone vai personīgajos atskaņotājos, ir vienkārši kodēti dati. Mūsu mūzikas atskaņotāji datus atkal saliek skaņas viļņos, kurus mēs varam dzirdēt.
Iekš Voyager 2 datiem, neviens no mērījumiem nebija faktisko skaņas viļņu. Tomēr daudzas elektromagnētisko viļņu un daļiņu svārstību frekvences varēja tulkot skaņā tādā pašā veidā, kā mūsu personīgie mūzikas atskaņotāji ņem datus un pārvērš tos skaņā. Visi NASA bija jānoņem dati, ko uzkrājisVoyager zondi un pārveido to skaņas viļņos. Tieši no tā rodas tālu planētu "dziesmas"; kā dati no kosmosa kuģa.