Kodėl giliajame kosmose yra tylu?
Trumpas atsakymas: Tolimasis kosmosas beveik visiškai tylus, nes garsui sklisti reikia oro ar kitos medžiagos. Vis dėlto kosmose yra silpnų dalelių ir elektromagnetinių signalų, kuriuos mokslininkai naudodami prietaisus paverčia garsais.
Kas iš tikrųjų vyksta?
Garsas yra vibracija, sklindanti materijoje, tokioje kaip oras, vanduo ar metalas. Tolimoji kosmosas yra beveik tobulas vakuumas, kuriame labai mažai dalelių, todėl nėra nieko, į ką garso bangos galėtų atsistumti. Tai reiškia, kad kosmose negirdite šaukiančio žmogaus taip, kaip girdite Žemėje.
Tačiau kosmose nėra visko. Yra retų dalelių, įkrautų dujų, vadinamų plazma, magnetinių laukų ir radijo arba šviesos bangų. Erdvėlaivių prietaisai gali aptikti šiuos signalus ir paversti juos garsais, kuriuos galime girdėti.
Erdvėlaivių viduje arba planetose su oru įprastas garsas vis dar veikia įprastu būdu. Taigi, žmogaus ausiai erdvė yra labai tyli, tačiau mokslininkai gali klausytis kitokių „signalų“.
Už to slypintis mokslas
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis/dėsnis: Garso sklidimas terpėje (akustinės bangos) ir vakuumo fizika.
Garsas yra mechaninė banga, kuriai judėti reikalinga materiali terpė – dujos, skysčiai arba kietosios medžiagos. Akustinės bangos lygtis apibūdina, kaip slėgio pokyčiai sklinda terpėje. Tolimoje kosmose dalelių tankis yra itin mažas (tarpžvaigždinėje erdvėje dažnai daug mažesnis nei viena dalelė kubiniame centimetre), todėl dalelių yra per mažai, kad slėgio banga galėtų nukeliauti naudingą atstumą .
Vidutinis laisvas kelias – vidutinis atstumas, kurį dalelė nukeliauja prieš atsitrenkdama į kitą dalelę – erdvėje yra toks ilgas, kad susidūrimai, sukeliantys garsus Žemėje, įvyksta retai. Vietoj girdimų slėgio bangų kosmose yra elektromagnetinės bangos (kaip radijas ir šviesa) ir plazmos bangos (kolektyvinis įkrautų dalelių judėjimas). Erdvėlaiviai gabena prietaisus – radijo imtuvus, magnetometrus ir plazmos detektorius – kurie suvokia šiuos negirdimus signalus ir paverčia juos garso takeliais, kuriuos gali girdėti žmonės.
Vibracijos taip pat gali sklisti kietais objektais, todėl smūgiai į erdvėlaivio korpusą sukuria garsus laivo viduje.
Kaip mes tai žinome: Žemėje esančios vakuuminės kameros rodo, kad oro pašalinimas neleidžia girdimiems garsams. Kosminiai zondai ir palydovai išmatavo plazmos bangas ir radijo spinduliuotę, o mokslininkai šiuos matavimus konvertuoja į garsus tyrimams
Pamatyk tai gyvenime
- Tarptautinėje kosminėje stotyje esantys astronautai girdi vienas kitą ir aparatus, nes stotis pilna oro.
- Mokslininkai Jupiterio ir Saulės radijo bangas paverčia garsu, kad galėtume klausytis signalų.
- Jei meteoras atsitrenkia į erdvėlaivį, korpusas vibruoja, ir šios vibracijos sklinda per metalą, kad astronautai galėtų juos aptikti.
- Vakuuminės kameros demonstracijos Žemėje rodo, kad varpas vakuuminiame inde nustoja skleisti girdimą garsą net ir skambėdamas.
Išbandyk pats
Virvelinis telefonas
Sauga: Jei naudojate žirkles, suaugusiojo pagalba.
Priemonės
- du popieriniai puodeliai
- 2–3 metrai virvelės
- žirklės
- lipni juosta
Žingsniai
- Kiekvieno puodelio dugne padarykite mažą skylutę.
- Perverkite virvelę per abi skylutes ir suriškite mazgus, kad virvelė neištrauktų.
- Paprašykite dviejų žmonių atsistoti atskirai ir įtempti virvelę.
- Vienas žmogus kalba į savo puodelį, o kitas klausosi į kitą puodelį.
- Tada atpalaiduokite virvelę ir bandykite kalbėti dar kartą. Ką tai rodo: Garsas sklinda įtempta virvele (materialia terpe), bet ne tada, kai nutrūksta jungtis, o tai rodo, kad garsui judėti reikia terpės.
Žodynėlis
- Vakuumas: sritis, kurioje yra labai mažai dalelių; beveik tuščia erdvė.
- Garso banga: mechaninė vibracija, kuri sklinda materijoje keičiantis slėgiui.
- Plazma: dujos, sudarytos iš įkrautų dalelių (jonų ir elektronų), paplitusios erdvėje.
- Elektromagnetinė banga: elektrinių ir magnetinių laukų (pvz., radijo ar šviesos) banga, galinti sklisti vakuume.
- Vidutinis laisvas kelias: vidutinis atstumas, kurį dalelė nukeliauja prieš atsitrenkdama į kitą dalelę.
DUK
Ar kosmose girdimi sprogimai?
Ne – sprogimai vakuume toli gražu neskleidžia girdimo garso, nors prietaisai gali aptikti jų spinduliuotę.
Ar radijo imtuvai gali veikti kosmose?
Taip, radijo imtuvai siunčia ir priima elektromagnetines bangas, kurios sklinda vakuume.
Ar astronautai girdi ką nors už skafandro ribų?
Ne tiesiogiai; jie pasikliauja radijo imtuvais ir vibracijomis per skafandrą ar erdvėlaivį.
Ar kosminis mikrobangų fonas yra garsas?
Ne, tai silpna elektromagnetinė spinduliuotė iš ankstyvosios visatos, o ne girdima slėgio banga.