L'espai no és un res homogeni. Entre diversos objectes hi ha núvols de gas i pols. Són les restes d'explosions de supernoves i el lloc de formació estel·lar. En algunes zones, aquest gas interestel·lar és prou dens per propagar les ones sonores, però no són susceptibles a l'oïda humana.
Hi ha so a l'espai?
Quan un objecte es mou, ja sigui la vibració d'una corda de guitarra o un foc artificial que explota, afecta les molècules d'aire properes, com si les empenyés. Aquestes molècules xoquen contra els seus veïns, i aquests, al seu torn, contra els següents. El moviment s'estén per l'aire com una ona. Quan arriba a l'orella, la persona el percep com un so.
Quan una ona sonora travessa l'aire, la seva pressió fluctua cap amunt i cap avall com l'aigua del mar en una tempesta. El temps entre aquestes vibracions s'anomena freqüència del so i es mesura en hertzs (1 Hz és una oscil·lació per segon). La distància entre els pics de pressió més alts s'anomena longitud d'ona.
El so només es pot propagar en un medi en què la longitud d'ona no sigui superior adistància mitjana entre partícules. Els físics anomenen aquesta "carretera condicionalment lliure": la distància mitjana que recorre una molècula després de xocar amb una i abans d'interaccionar amb la següent. Així, un medi dens pot transmetre sons de longitud d'ona curta i viceversa.
Els sons d'ona llarga tenen freqüències que l'oïda percep com a tons baixos. En un gas amb un recorregut lliure mitjà superior a 17 m (20 Hz), les ones sonores seran de freqüència massa baixa per ser percebudes pels humans. S'anomenen infrasons. Si hi hagués extraterrestres amb orelles que puguin escoltar notes molt baixes, sabrien amb seguretat si els sons es poden escoltar a l'espai exterior.
Cançó del forat negre
A uns 220 milions d'anys llum de distància, al centre d'un cúmul de milers de galàxies, un forat negre supermassiu està tarareant la nota més baixa que l'univers ha sentit mai. 57 octaves per sota del Do mitjà, que és aproximadament un milió de milions de vegades més profund que l'oïda humana.
El so més profund que els humans poden escoltar té un cicle d'aproximadament una vibració cada 1/20 de segon. Un forat negre a la constel·lació de Perseu té un cicle d'aproximadament una oscil·lació cada 10 milions d'anys.
Això va sortir a la llum l'any 2003, quan el telescopi espacial Chandra de la NASA va descobrir alguna cosa en el gas que omplia el cúmul de Perseu: anells concentrats de llum i foscor, com ondulacions en un estany. Els astrofísics diuen que es tracta de rastres d'ones sonores de baixa freqüència increïble. més brillant -són els cims de les ones on la pressió sobre el gas és més gran. Els anells més foscos són depressions on la pressió és més baixa.
So que pots veure
El gas calent i magnetitzat gira al voltant d'un forat negre, com l'aigua que gira al voltant d'un desguàs. A mesura que es mou, crea un camp electromagnètic potent. Proument fort per accelerar el gas prop de la vora d'un forat negre a gairebé la velocitat de la llum, convertint-lo en grans esclats anomenats dolls relativistes. Obliguen el gas a girar de costat en el seu camí, i aquest efecte provoca sons estranys des de l'espai.
Viatgen a través del Cúmul de Perseu a centenars de milers d'anys llum de la seva font, però el so només pot viatjar sempre que hi hagi prou gas per transportar-lo. Així que s'atura a la vora del núvol de gas que omple el cúmul de galàxies Perseu. Això vol dir que és impossible escoltar el seu so a la Terra. Només podeu veure l'efecte sobre el núvol de gas. Sembla com mirar a través de l'espai amb una càmera insonoritzada.
Planeta estrany
El nostre planeta deixa escapar un gemec profund cada vegada que la seva escorça es mou. Aleshores, no hi ha dubte de si els sons es propaguen a l'espai. Un terratrèmol pot crear vibracions a l'atmosfera amb una freqüència d'un a cinc Hz. Si és prou fort, pot enviar ones subsòniques a través de l'atmosfera cap a l'espai exterior.
Per descomptat, no hi ha un límit clar on acaba l'atmosfera terrestre i comença l'espai. L'aire es va aprimant gradualment fins que finalmentdesapareix del tot. Entre 80 i 550 quilòmetres per sobre de la superfície de la Terra, el camí lliure mitjà d'una molècula és d'aproximadament un quilòmetre. Això significa que l'aire a aquesta altitud és unes 59 vegades més prim del que seria possible escoltar el so. Només pot transportar ones infrasòniques llargues.
Quan un terratrèmol de magnitud 9,0 va sacsejar la costa nord-est del Japó el març de 2011, sismògrafs d'arreu del món van registrar les seves ones travessant la Terra i les vibracions van provocar vibracions de baixa freqüència a l'atmosfera. Aquestes vibracions han viatjat fins a on el camp de gravetat de l'Agència Espacial Europea i el satèl·lit estacionari Ocean Circulation Explorer (GOCE) comparen la gravetat de la Terra en òrbita baixa amb 270 quilòmetres sobre la superfície. I el satèl·lit va poder gravar aquestes ones sonores.
GOCE té acceleròmetres molt sensibles a bord que controlen el propulsor d'ions. Això ajuda a mantenir el satèl·lit en una òrbita estable. L'11 de març de 2011, els acceleròmetres de GOCE van detectar un desplaçament vertical a l'atmosfera molt fina al voltant del satèl·lit, així com canvis ondulants en la pressió de l'aire, a mesura que es propaguen les ones sonores d'un terratrèmol. Els propulsors del satèl·lit van corregir el desplaçament i van emmagatzemar les dades, que es van convertir en una cosa semblant a un enregistrament d'infrasons d'un terratrèmol.
Aquesta entrada es va classificar a les dades del satèl·lit fins que un equip de científics liderat per Rafael F. Garcia va publicar aquest document.
El primer so que entraunivers
Si fos possible retrocedir en el temps, als primers 760.000 anys després del Big Bang, es podria esbrinar si hi ha so a l'espai. En aquell moment, l'univers era tan dens que les ones sonores podien viatjar lliurement.
Aproximadament al mateix temps, els primers fotons van començar a viatjar per l'espai com a llum. Després d'això, finalment tot es va refredar prou perquè les partícules subatòmiques es condenssin en àtoms. Abans que es produís el refredament, l'univers estava ple de partícules carregades (protons i electrons) que absorbien o dispersaven fotons, les partícules que formen la llum.
Avui arriba a la Terra com una lleugera resplendor del fons de microones, visible només per als radiotelescopis molt sensibles. Els físics anomenen aquesta radiació relíquia. És la llum més antiga de l'univers. Respon a la pregunta de si hi ha so a l'espai. El CMB conté una gravació de la música més antiga de l'univers.
Llum per ajudar
Com ens ajuda la llum a saber si hi ha so a l'espai? Les ones sonores viatgen a través de l'aire (o gas interestel·lar) com a fluctuacions de pressió. Quan el gas es comprimeix, s'escalfa. A escala còsmica, aquest fenomen és tan intens que es formen estrelles. I quan el gas s'expandeix, es refreda. Les ones sonores que es van propagar per l'univers primerenc van provocar lleugeres fluctuacions de pressió en l'entorn gasós, que al seu torn van deixar subtils fluctuacions de temperatura reflectides en el fons còsmic de microones.
Utilitzar els canvis de temperatura, la físicaLa Universitat de Washington John Kramer va aconseguir restaurar aquests sons estranys de l'espai: la música de l'univers en expansió. Va multiplicar la freqüència per 1026 vegades perquè les orelles humanes el poguessin escoltar.
Així que ningú escolta realment el crit a l'espai, però hi haurà ones sonores que es mouran a través dels núvols de gas interestel·lar o en els raigs enrarits de l'atmosfera exterior de la Terra.
