W przeciwieństwie do konwencjonalnej wiedzy, przestrzeń międzyplanetarna i międzygwiazdowa nie jest wypełniona próżnią, czyli absolutną pustką. Znajdują się w nim cząsteczki gazu i pyłu, pozostałe po różnych kosmicznych katastrofach, są w nim obecne. Cząsteczki te tworzą chmury, które w niektórych obszarach tworzą środowisko wystarczająco gęste do propagacji drgań dźwięku, chociaż na częstotliwościach niedostępnych dla ludzkiej percepcji. Sprawdźmy więc, czy słyszymy dźwięki kosmosu.
Ten artykuł to wprowadzające, pełniejsze informacje na temat powyższego łącza.
Piosenki z czarnej dziury
Około 220 milionów lat świetlnych od Słońca, w centrum, wokół którego obraca się wiele galaktyk, znajduje się niezwykle ciężka czarna dziura. Wydaje dźwięki o najniższej częstotliwości ze wszystkich. Dźwięk ten znajduje się ponad 57 oktaw poniżej środkowego C, to znaczy około miliard razy milion poniżej częstotliwości dostępnych dla ludzkiego ucha. Odkrycia tego dokonał w 2003 roku orbitujący teleskop NASA, który odkrył obecność koncentrycznych pierścieni ciemności i światła w gromadzie Perseusza, podobnych do kręgów na powierzchni jeziora z wrzuconego do niego kamienia. Zdaniem astrofizyków zjawisko to spowodowane jest działaniem fal dźwiękowych o ekstremalnie niskich częstotliwościach. Jaśniejsze obszary odpowiadają szczytom fal, w których gaz międzygwiazdowy znajduje się pod maksymalnym ciśnieniem. Ciemne pierścienie odpowiadają „spadkom”, czyli obszarom o obniżonym ciśnieniu.
Dźwięki zaobserwowane wizualnie
Film promocyjny:
Rotacja rozgrzanego i namagnesowanego gazu międzygwiazdowego wokół czarnej dziury jest jak wir formujący się nad zlewem. Gdy gaz obraca się, tworzy pole elektromagnetyczne, które jest wystarczająco silne, aby przyspieszyć i przyspieszyć w drodze na powierzchnię czarnej dziury do prędkości światła podświadomego. W tym przypadku pojawiają się ogromne wybuchy (nazywane są one strumieniami relatywistycznymi), zmuszając przepływ gazu do zmiany kierunku. Proces ten generuje niesamowite kosmiczne dźwięki, które rozprzestrzeniają się po całej gromadzie Perseusza na odległości do 1 miliona lat świetlnych. Ponieważ dźwięk może przejść tylko przez ośrodek o gęstości nie mniejszej niż wartość progowa, po gwałtownym spadku stężenia cząstek gazu na granicy chmury, w której znajdują się galaktyki Perseusza, propagacja tych dźwięków ustaje. A zatem,dźwięków tych nie słychać tutaj, na Ziemi, ale można je zobaczyć obserwując procesy zachodzące w chmurze gazowej. W pierwszym przybliżeniu jest to podobne do zewnętrznej obserwacji przezroczystej, ale dźwiękoszczelnej kamery.
Niezwykła planeta
Kiedy potężne trzęsienie ziemi nawiedziło północno-wschodnią Japonię w marcu 2011 r. (Jego wielkość wynosiła 9,0), stacje sejsmiczne na Ziemi zarejestrowały formacje i przechodzenie fal przez Ziemię, co spowodowało wibracje (dźwięki) o niskiej częstotliwości w atmosferze. Oscylacje osiągnęły punkt, w którym statek badawczy ESA „Pole grawitacyjne”, wraz z satelitą GOCE, porównywał poziom grawitacji na powierzchni Ziemi i na wysokości odpowiadającej niskim orbitom. Satelita znajdujący się 270 km nad powierzchnią planety zarejestrował te dźwięki. Dokonano tego dzięki obecności akcelerometrów o ultra wysokiej czułości, których głównym celem jest sterowanie jonowym układem napędowym zaprojektowanym w celu zapewnienia stabilności orbity statku kosmicznego. Akcelerometry 11.03. W 2011 roku zarejestrowano przemieszczenie pionowe w rozrzedzonej atmosferze otaczającej satelitę. Ponadto zaobserwowano falujące zmiany ciśnienia podczas propagacji dźwięków generowanych przez trzęsienie ziemi.
Silniki otrzymały polecenie kompensacji przemieszczenia, co zostało pomyślnie zakończone. A w pamięci komputera pokładowego zachowały się informacje, w rzeczywistości był to zapis infradźwięków spowodowanych trzęsieniem ziemi. Wpis ten był początkowo utajniony, ale później został opublikowany przez grupę badawczą kierowaną przez R. F. Garcia.
Pierwsze dźwięki wszechświata
Dawno temu, krótko po powstaniu naszego Wszechświata, mniej więcej przez pierwsze 760 milionów lat po Wielkim Wybuchu, wszechświat był bardzo gęstym ośrodkiem i wibracje dźwiękowe mogły się w nim dobrze rozprzestrzeniać. W tym samym czasie pierwsze fotony światła rozpoczęły swoją niekończącą się podróż. Następnie środowisko zaczęło się ochładzać, a procesowi temu towarzyszyła kondensacja atomów z cząstek subatomowych.
Wykorzystanie światła
Zwykłe światło pomaga określić obecność drgań dźwięku w przestrzeni kosmicznej. Przechodząc przez dowolne medium, fale dźwiękowe powodują oscylacyjne zmiany ciśnienia w nim. Sprężony gaz nagrzewa się. W skali kosmicznej proces ten jest tak potężny, że powoduje narodziny gwiazd. Podczas rozszerzania się, ze względu na spadek ciśnienia, gaz jest chłodzony.
Drgania akustyczne przechodzące przez przestrzeń młodego wszechświata wywoływały niewielkie wahania ciśnienia, które znalazły odzwierciedlenie w jego reżimie temperaturowym. Fizyk D. Kramer z University of Washington (USA) odtworzył tę kosmiczną muzykę, której towarzyszyła intensywna ekspansja wszechświata, oparta na zmianach temperatury tła. Po 1026-krotnym zwiększeniu częstotliwości stało się dostępne dla ludzkiego ucha.
Tak więc, mimo że dźwięki w osmozie istnieją, są publikowane i rozpowszechniane, można je usłyszeć dopiero po ich zarejestrowaniu innymi metodami, odtworzeniu i poddaniu odpowiedniej obróbce.