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人類可以在太空聽到聲音嗎?

人類可以在太空聽到聲音嗎?
【阿波羅新聞網 2011-07-11 訊】

想像著您正坐在電影院里,觀賞一部最新的科幻電影,大屏幕正上演著緊張的太空大戰。整個電影院回蕩著外太空的種種噪音,就像飛船引擎的怒吼和哀嚎。激光器也能量十足,您在座椅上就能感受到像駕駛著轟隆作響的宇宙飛船疾馳一樣。這種觀影經歷持續衝擊著我們的視覺和聽覺,然而若能有幸親眼目睹一場太空大戰,我們真的可以聽到什麼聲音嗎?


人類真的可以在太空聽到聲音嗎?如果您想從科幻電影里尋找答案,那麼結果顯示是有所衝突的。電影《外星人(Alien)》裡面最時髦的一句話就是「 在外太空,沒有人能聽到你的驚聲尖叫」。一個「短命」的電視劇《螢火蟲》在表現外太空射擊的時候就沒有使用聲效。但是,許多其他的電影如《星球大戰(Star Wars)》和《星際迷航(Star Trek)》等,在很多太空場景中都加入了特別的聲音效果。我們該相信哪一種說法呢?若太空飛船從您身邊匆匆經過時能聽到聲音嗎?您相信死亡星球是在無聲之中完全毀滅嗎?

為了徹底解決問題,我們首先要理清兩個重要因素:聲音是如何傳播的以及宇宙空間里到底有什麼。一旦我們擁有了這些信息,那麼就應該可以推斷出究竟宇宙空間能否聽得到聲音了。

那麼,聲音是如何傳播的呢?

聲音如何傳播

聲音通過機械波進行傳播。機械波就是一種干擾,它可以通過媒介將能量從一個地方傳遞到另一個地方。在聲音傳播過程中,干擾由物體振動產生,媒介可以是任何相互連接、相互作用的粒子。這就意味著,聲音可以通過氣體、液體和固體傳播。

讓我們先來看一個例子。想像一下教堂的鐘聲,當鐘聲響起時大鐘在振動,也就是說鍾本身會迅速向內向外搖晃。當鍾向外移動時,它推動了空氣中的粒子,然後這些粒子再推動它們鄰近的粒子,以此類推。當鍾向內搖擺的時候,它會首先拉動空氣中鄰近的粒子,相應的這些粒子再拉動它們周圍的空氣粒子。這種推和拉的形式就是聲波。振動的鐘就是原始的干擾,空氣粒子就是媒介。


鐘的振動推拉周圍的空氣分子,產生聲波(網路圖片)

聲音並不局限於在空氣中傳播。請你試著把耳朵緊緊貼在桌子等固體的表面,並閉上眼睛,讓別的人在桌子的另一端輕輕敲擊。敲擊是最初的干擾源,手指每輕敲一下,桌子內的粒子就互相衝撞從而最終成為傳聲的媒介。桌子本身的粒子碰撞您的耳鼓與桌子直接的空氣粒子像這種聲波從一種介質轉移到另一種介質的情況被稱為傳輸。

空氣粒子撞擊您的鼓膜(也叫耳膜),行經耳中的諸多結構,大腦便將這些識別為聲音,這整個過程是非常複雜的。


人類的耳朵(網路圖片)

因此,聲音傳輸需要物理介質。然而宇宙空間中有足夠的物理材料擔任聲波介質的角色嗎?

宇宙空間中的介質

在我們談論宇宙空間之前,首先讓我們來界定一下它的概念。在這個話題下,我們暫且將宇宙空間定義為地球大氣層以外的宇宙區域。

您可能聽說過宇宙空間是真空的。一個完全真空的環境代表著完全沒有任何物質在其中。但是宇宙空間怎麼可能是真空的呢?宇宙中包括星球、衛星、小行星、月亮和彗星,有著那麼多的宇宙天體。這難道不是擁有很多物質在其中嗎?那麼宇宙空間包含如此多的天體怎麼可能是真空的呢?

這是因為宇宙空間非常大。在這些龐大的物體之間是無數公里的廣袤空間。這些空曠的空間,有時也被叫做星際空間沒有任何物質,因此實際上這就是一個真空的環境。


聲波只有通過介質才能傳播。由於在星際空間里幾乎沒有任何物質,因此聲音不能在其中傳播。粒子之間的距離太大了,以至於它們永遠不會互相碰撞。即使死亡星球爆炸時您離它再近,也不可能聽到任何聲音。

理論上來看,有很多的辦法可以讓人在外太空聽到聲音:

•無線電波可以在宇宙空間傳播。因此,如果您穿著裝置了收音機的宇航服,此時您的同伴像你發送一條無線電消息說空間站裡面有披薩吃,那麼是可以聽得到的。這是因為無線電波不是機械波,而是電磁波。電磁波可以在真空的環境中傳遞,一旦您的收音機收到信號,它就能將信號還原成聲音,通過宇航服內的空氣輕鬆傳到你的耳朵。

•假設您穿著宇航服漂游在宇宙空間里,頭盔不小心撞到了哈勃太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)。這時候即使是在宇宙空間也能聽到聲音。這是因為聲波需要物理介質來傳遞,而這個物理介質就是您的頭盔和宇航服中的空氣。同時您也被真空包圍著,因此另外的同伴將無法聽到任何動靜,不論您把頭往衛星上面磕多少下。

•想像一下您是一個正在執行航天飛行任務的宇航員,決定走進宇宙空間卻忘了穿宇航服。您用臉撞擊太空梭,但這時耳朵中沒有空氣,因此無法聽到撞擊的聲音。然而,也許您可以搶在死在危險宇宙之前聽到骨頭傳遞來的一些聲響。骨頭傳來的聲音聽起來就好像是聲波通過下頜骨和頭蓋骨,最終達到內耳而繞過了鼓膜。這一過程不需要空氣,因此可以在15秒之內聽到同伴們在太空梭里開派對。過了15秒,您就可能噎昏迷並且馬上就要窒息了。

阿波羅網責任編輯:宋雲 來源:博聞網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

本文網址:http://tw.aboluowang.com/2011/0711/211980.html
在太空敲响一支音叉,但声音不能在真空中传播,那它的声音去哪了

我是说这部分能量去哪了?音叉会变热吗?我的猜测是,在大气中,音叉发出声音,等于把机械能不断传给周围的大气,最终音叉会因为能量耗尽停止震动。而如果是在太空中音叉就会无声的一直震动下去,是这样吗~

我是说这部分能量去哪了?音叉会变热吗?我的猜测是,在大气中,音叉发出声音,等于把机械能不断传给周围的大气,最终音叉会因为能量耗尽停止震动。而如果是在太空中音叉就会无声的一直震动下去,是这样吗~
宇宙天文科普科学
声波是在真空中不能传播,那么在宇宙空间声波能传播吗?
刚才看过一位中科院研究天文的教授发表的内容中提到因为宇宙是真空不能传播声波的荒谬的言论而提此问题。宇宙空间是稀薄等离子体充满的空间,在等离子体物理学明确记录声波可以在等离子体环境下传播!那么宇宙能否传播声波?
地球的声波是不能在宇宙空间的量子真空中传播的,只有频率大于20000H z且小于红外线频率的"宇宙之声''才能在宇宙空间以引力的形态借助引力波的渠道进行传播,并且要经多次倍比降频共振,才能被人耳所接收。

地球之声的产生是由于物体的振动,声音是物质振动产生的波动,需要靠介质传播才能听到。在十八世纪时,科学家们就已经从实验中,证实了声波需要空气等介质来传递的观念。约一千七百年前,意大利的科学家托里切利就提出了,声音是以空气为介质来传递的观念。

科学 家们将每秒钟振动的次数称为声音的频率,它的单位是赫兹(Hz)。我们人类耳朵能听到的声波频率为20Hz-20000Hz。因此,我们把频率高于20000赫兹的声波称为“超声波”。

红光(4.3~4.8)*10的14次方HZ

橙光(4.8~5.0)*10的14次方HZ

黄光(5.0~5.2)*10的14次方HZ

绿光(5.2~6.1)*10的14次方HZ

蓝光(6.1~6.7)*10的14次方HZ

紫光(6.7~7.5)*10的14次方HZ

其中红光频率最小,波长最长,紫光频率最大,波长最短。

千年之后,人类才能发明''宇宙之声''广播电台。
外太空其實有聲音 只是你聽不見
更新: 2015-10-30


【大紀元2015年10月30日訊】(大紀元記者沙莉編譯報導)你可能聽說過:在太空中,沒人能聽到你尖叫。這是因為聲音需要通過介質如空氣或固體、液體來傳播。一種說法是,太空是真空,沒有可以傳播聲音的介質。不過,這種說法受到質疑。

科技網誌Gizmodo寫道,太空不是絕對的真空,它其實充滿物質。在恆星之間存在氣體雲和塵埃雲。這些雲有些是恆星爆炸後的殘留物,也是新的恆星誕生地。有一些星際氣體稠密到足夠攜帶聲波,只不過人體無法察覺而已。

無論是吉他弦振動或是鞭炮爆炸,最接近物體的空氣分子受到推動。這些分子撞擊旁邊的分子,分子繼續撞擊分子……聲音運動像波浪一樣通過空氣傳播。當聲波到達你的耳朵時,你就聽見了聲音。

聲波只能在波長大於介質顆粒間平均距離的介質中行進。所以稠密的介質可以攜帶波長較短的聲音,稀疏的介質可以攜帶波長較長的聲音。

波長較長的聲音具有較低頻率。頻率低於20Hz的聲音稱為次聲,因為頻率太低人類無法聽到。如果人耳能夠聽到次聲,就會聽到太空中許多有趣的聲音。

黑洞之歌
大約2.5億光年遠,在成千上萬星系團的中心,一個超大質量黑洞是哼唱著我們所說的宇宙中最低音符。

人能聽到的最低音的振盪週期為二十分之一秒。英仙座黑洞聲音的振盪週期卻是1千萬年。黑洞之歌實在是跨越了漫長的時間。

在2003年,美國宇航局的錢德拉X射線太空望遠鏡發現,充斥英仙座星系團的氣體中有一種圖案:光與暗的同心環,就像池塘中的漣漪。天體物理學家說,這些漣漪是低頻聲波的痕跡。亮環是波峰,此處氣體壓力最大。暗環是波谷,此處壓力較低。

磁化的熱氣包圍著黑洞,類似排水口的水漩在運動,並產生了強大的電磁場。電磁場強大到將氣體物質加速到以接近光速遠離黑洞邊緣,形成巨大的噴流。這些噴流名為相對論性噴流(relativistic jets),它們排擠掉噴發路徑上的氣體,這種干擾產生了低沉的宇宙聲波。

這種低沉的星系聲音在英仙座星系團內傳播了數十萬光年之遠,但只能在有足夠氣體攜帶聲波的空間傳播,因此英仙座之歌在星際氣體雲邊緣停止。這意味著我們無法在地球上檢測到這種聲音,我們只能看到它對氣體雲的影響,就像遠望一個隔音室裡是甚麼樣。

地震悲鳴
回到我們的星球,地殼每次變化時也會發出深深的嘆息,有時這些低頻聲音會進入太空。地震期間,地面的震動可以在大氣中產生振動,頻率通常為一到五赫茲之間。如果地震足夠大,它可以通過空氣發送次聲波,直達太空邊緣。

當然,地球大氣層和太空邊緣之間沒有明確的界限。空氣只是逐漸變薄,直到最後沒有。從距離地表80至550公里,空氣分子的平均自由程約為一千米。這意味著在此高度的空氣已經不能傳播人耳可聽的聲音,但仍然可以攜帶波長較長的次聲波。

2011年3月日本東北部海岸發生裡氏9.0級地震,地震引起的低頻大氣振動一路到達距離地表270公里的歐洲航天局的地球重力場和穩態海洋環流探測(GOCE)衛星,衛星記錄下這些聲波。

宇宙第一個聲音
直到宇宙大爆炸約76萬年後,宇宙中的物質仍然稠密到聲波可以通過它行進。大約在這個時候,首批光子也開始在宇宙中作為光線行進,宇宙終於冷卻到讓亞原子粒子凝聚成原子。在冷卻發生之前,宇宙中充滿了帶電粒子質子和電子,它們吸收或散射光子。當質子和中子開始變為電中性,光線不再受到干擾,從而照亮宇宙。

今天,這種微弱的光線以微波輻射的形式到達地球,只有非常靈敏的射電望遠鏡才能看見它。物理學家稱之為宇宙微波背景。它是宇宙中最古老的光線,它也攜帶了宇宙最古老的聲音記錄。

介質顆粒受到壓力從有節奏的振動並促使周圍的介質顆粒產生疏密變化,由此產生聲波。當壓縮氣體時,壓縮變得更熱,這實際上是恆星形成的原理。當氣體膨脹時會冷卻。早期宇宙的聲波行進在氣態介質中引起微弱的壓力變化,而這變化又導致了微弱的溫度變化,並記錄到宇宙微波背景中。

利用這些溫度變化,華盛頓大學物理學家克拉默(John G. Cramer)成功地重建了宇宙膨脹時的聲音。他將這種聲音放大了10^26倍,讓人耳聽得見。點擊傾聽

雖然你在太空尖叫沒有人能聽到,但確實有聲波穿過星際氣體雲和地球外大氣層。#

責任編輯:李緣
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