Hva er den Høyeste Lyden i Universet?

5

Illustrasjon: Chelsea Beck (Gizmodo)

Giz AsksIn dette Gizmodo-serien, kan vi stille spørsmål om alt fra plass til å rumper og få svar fra et utvalg av eksperter.

Den menneskelige toleranse for lyd, på en galaktisk nivå, ynkelig. Vulkanen har utbrudd, jackhammer-intensiv anleggsarbeid, My Bloody Valentine konserter—disse tinnitus-induserende fenomener er knapt hvisker i tillegg til den majestetiske, belastende sprekker og kollisjoner skjer i verdensrommet.

Selvfølgelig er mye av denne aktiviteten er teknisk lydløst—plass atmosfæren, men det mangler materiale som gjør at lydbølgene som mulig. Så til denne ukens Giz Ber vi om eksperter i astronomi og astrofysikk hva den høyeste lyden ville være, hvis det er lyd som vi forstår det eksisterte opp det. Som det viser seg, er det noen ganger gjør, og når det ikke gjør det, kan vi noen ganger konvertere relevante utslipp til lyd utholdelig til vår lille, earthbound ører.

Greg Salvesen

National Science Foundation postdoktorstipendiat, Astronomi Og Astrofysikk, Universitetet i California, Santa Barbara

Så langt som jeg er klar, den Perseus galaksehopen er den nåværende rekorden for den høyeste lyden oppdaget i Universet. Generering av lyd krever to forhold. For det første at det må være et medium som lydbølgene kan reise gjennom, i likhet med luft eller annen gass. Det er faktisk veldig varm gass som gjennomsyrer mellomrommet mellom tusenvis av galakser som utgjør Perseus galaksehopen. Denne gassen skinner som X-ray lys som vi kan observere med X-ray teleskop i verdensrommet, som Chandra X-ray Observatory. Den andre betingelsen for lyd er en kilde til å faktisk produsere lydbølgene. En kraftig sort hull i sentrum av en av disse galaksene som utgjør Perseus galaksehopen. Med jevne mellomrom, dette sorte hullet skyver ut en enorm mengde energi inn i den varme omliggende gass, som transporterer energi som lydbølger reise ut gjennom klyngen liker å utvide bobler.

Hva gjør lyden høyt, er muligheten av gass til effektivt å bære bort energi utgitt av det sorte hullet, som beløper seg til en energi tilsvarende 100 millioner eksploderende stjerner! Selv om dette høres fra Perseus galaksehopen er svært høyt—det er amplituden av lydbølger er stor—vi kunne faktisk ikke hører det med våre egne ører. Det er fordi lyden tilsvarer en B-flat enkelte 57 oktaver under midt-C på et piano. Det betyr at det tar om lag 10 millioner år for en lydbølge å passere, noe som er ganske mye lenger enn du er sannsynlig å leve selv om du trener regelmessig og spiser sunt.

“Hva er det som gjør lyden høyt, er muligheten av gass til effektivt å bære bort energi utgitt av det sorte hullet, som beløper seg til en energi tilsvarende 100 millioner eksploderende stjerner!”

Puragra Guhathakurta

Astronom og Professor ved UCO/Lick Observatory ved University of California Santa Cruz

Lyden er virkelig en form for energi overføring, det er vibrasjon. Problemet er oversendelse av at energi i form av lyd det er ingen lyd i rommet. Men energien blir overført på andre måter—en blast wave fra en eksplosjon, for eksempel. Gamma-ray burst er ansett å være den mest energiske hendelser i universet—de er ikke fullt ut forstått, men de er nesten helt sikkert eksplosjoner av stjerner, og de slipper mer energi i 10 sekunder enn solen vil i hele ti milliarder år lange liv.

Robert Erdelyi

Professor, Matematikk og Statistikk, Universitetet i Sheffield, hvis forskning er fokusert på Solenergi, plass og plasma physics, MHD bølger, lineære og ikke-lineære bølger

Lyd kan egentlig reise. For lyd du trenger noen medium—som gass, for eksempel i Jordens atmosfære—og i verdensrommet at materialet er veldig, veldig sjelden—kanskje en atom-per kubikk kilometer, eller mindre. Men det betyr ikke at en stor eksplosjon ikke kunne generere akustiske bølger.

Rommet er fylt av plasma, som er den fjerde tilstand av materie, de andre er (i henhold til vår nåværende kunnskap) fast stoff, væske og gass. Universet i seg selv er 99.9% i en plasma-stat. Det er bare på Jorden for at vi ikke har fått så mye plasma.

I verdensrommet er det et magnetisk felt overalt. Det samme er tilfelle med Jorden, men vi vet egentlig ikke føler det. I rommet, hvis det magnetiske feltet er ikke veldig sterk, og det er plasma under disse omstendigheter, lyd kunne formere seg.

Stjernene er kontinuerlig boblende, du kan si, gjennom en prosess som kalles konveksjon. Denne typen forstyrrelser i plasma staten genererer mye av akustiske bølger—lydbølger. Solen i seg selv gjør dette. Noen ganger er disse akustiske perioder kan vare i timer, noen ganger bare for et par sekunder. Du kan tolke disse typer akustiske bølger som svært høye lyder.

Energiene involvert i generasjon av disse akustiske bølger er milliarder av milliarder av milliarder av ganger kraften av en atombombe. Eksplosjoner som produserer disse lydene er helt massiv—du kan ikke forestille deg.

“Stjerner er kontinuerlig boblende, du kan si, gjennom en prosess som kalles konveksjon. Denne typen forstyrrelser i plasma staten genererer mye av akustiske bølger—lydbølger.”

Jim Fyldigere

Assistant Professor, Teoretisk Astrofysikk, Caltech

Den høyeste lyden i universet definitivt kommer fra black hole fusjoner. I dette tilfellet “sound”, som kommer ut i gravitasjonsbølger og ikke vanlige lydbølger. Så lenge det sorte hull er i størrelsesorden omtrent 1-100 solmasser (som er tilfelle for sort hull fusjoner nylig oppdaget LIGO), lyden er faktisk i den menneskelige hørsel utvalg! Disse fusjoner utgang noe sånt som 10^52 Watt. Det er omtrent en milliard milliarder ganger energiproduksjon på Sola. Hvis oversatt til decibel Watt skala, som tilsvarer noe sånt som 520 desibel. Som ikke høres altfor stor, men husk desibel-skalaen er logaritmisk, så en økning av 10 desibel er en faktor på ti i volum.

Donald Gurnett

Professor, Fysikk og Astronomi ved University of Iowa, hvis forskning er fokusert på eksperimentelle plass plasma physics

Dette er ikke en lyd, det er en radio-utslipp—men du kan gjøre det om til lyd.

Signalet kom tilbake til oss som en bølgeform, og deretter på bakken, for vi konverteres den til en lyd som du kan lytte til, og det er veldig, veldig høyt.

Det er noe som heter en heliospheric radio-utslipp. Det er en veldig spesiell radio-mottaker på Voyager som dekker frekvensområdet fra ca 10 kilohertz til 50 kilohertz—en veldig lav frekvens, godt under en bil radio, for eksempel. Vi oppdaget en intens radio utslipp, produsert på grensen mellom solvinden (vinden som kommer ut fra solen, og flyter på rundt en million miles per time, utvide utover nesten uendelig) og det interstellare plasma (kalt heliopause) som til slutt stopper solvinden.

Så det ble en intens serie eksplosjoner på solen—ofte kalt solar flares—i 1991. Disse sendte en sjokkbølge gjennom solsystemet. Vi oppdaget denne shockwave med fire romfartøy: Pioneer 10, Pioneer 11 og Voyager 1 og 2. Vi har også oppdaget det når det gikk under Jorden. Det var å flytte på 600-800 km per sekund—flere millioner kilometer i timen. Jeg antatt at denne radioen utslipp ble produsert når shockwave endelig nådd den heliopause og løp inn i interstellar plasma.

Jeg tror dette er den mest effektive radio-utslipp vi har oppdaget noensinne. I 1995 ble jeg siterte utstrålt effekt som 10^13 watt. Så langt som utslipp oppdaget hvor som helst i nærheten av vårt solsystem går, det er helt klart en av de mest intense.

Har du et brennende spørsmål for Giz Spør? Send oss e-post på tipbox@gizmodo.com.

Deler Denne Historien