关闭所有声音(只听真声音)

不论是科幻电影 , 还是书本上学到的知识 , 都告诉我们:太空中是无法传播声音的 。这种说法听得久了 , 大家都把它当作默认的事实了 , 但是从来没有自己认真思考过 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
大家都知道 , 宇宙空间之所以是没有声音的 , 是因为声音无法在宇宙空间传播 。
【关闭所有声音(只听真声音)】不过 , 你有没有对这个问题深入思考过呢?或者说 , 这个说法背后的科学事实是什么呢?那片地球大气层以外的太空 , 真的是完全真空的吗?
仔细想想 , 这个问题还是值得思考的 。我们知道 , 在地球之外 , 还有恒星、行星、小行星等大量的天体 , 但是我们还是称之为真空 。可是不论是按照字面理解还是从定义上分析:真空都是什么都没有的空间、连微观粒子都不能有的区域 , 那么太空真的是真空吗?


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
的确如此 , 从严格意义上来说 , 太空并不是完全的真空 。因此在一些严谨的场合 , 科学家们都称之为“高真空” , 只不过我们平时省略了一个字而已 。根据科学家的观测 , 虽然太阳等天体的质量如此巨大 , 但是和天体之间的距离相比实在是微不足道 。如果把宇宙所有的粒子都分散排布 , 那么每立方米空间只能分到几个中子或者质子的质量 , 可见宇宙有多么空旷 。
实际上 , 绝对的真空是不存在的 。由于微观粒子是在不断运动的 , 虽然某一刻某个位置可能没有任何粒子 , 但总会有粒子运动到这里 , 而且时间不会很久 。
当然了 , 虽然没有完美的真空 , 但宇宙空间还是足以阻断声音的传播的 。这就要说到声音传播的本质了 。只有了解声音的本质 , 才能真的明白为何太空无法传递声音 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
中学物理告诉我们:声音的本质是波 。所谓的波 , 指的是一种振动 。从微观上看 , 某个粒子受到波源的影响而振动 , 进而影响周围粒子的状态 , 于是大量粒子在受到影响后以相同的模式振动 , 实现的波的传递 。在这个过程中 , 也伴随着能量的传播 。
举个例子 , 当你弹吉他的时候 , 琴弦会振动 。这种最初的振动会导致在它周围的粒子产生连锁反应 , 最终传播到你的耳中 。同样的 , 当你向水中扔一块石头 , 石头也会掀起涟漪 , 涟漪的波动影响更外侧的水 , 于是涟漪扩散出去 。在这两个例子中 , 都有能量的传递:琴弦的能量传播到空气中促使空气中的粒子振动;石头的能量传播给水导致水的振动 。随着能量的流失 , 距离波源越远的地方接收到的能量越弱 , 所以离得远你就听不清琴声、看不见涟漪 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
说了这么多 , 你应该明白了:声音的传播需要粒子 。如果没有粒子配合振动 , 那么声音就无法传播出去 。当然 , 粒子的宏观表现就是物质 , 所以说声音的传播必须在物质中进行 , 也就是所谓的需要介质 。传播声音的介质可以是空气 , 可以是水 , 也可以是墙 , 总之不能没有 。
当你来到太空之后 , 由于高真空环境下粒子极少 , 几乎可以忽略不计 。所以如果你在太空中弹琴 , 虽然琴弦会振动 , 但是周围没有其他粒子跟着振动 , 能量就传播不出去 。当然了 , 因为琴在你手里 , 你身体的粒子会配合振动 , 所以你自己是可以听见的 。至于别人如果想在太空听你弹琴 , 就只能和你有身体接触才行 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
按照这个说法 , 如果两个宇航员都踩在月球表面 , 有月表物质充当介质 , 应该可以对话吧?理论上是没错 , 但你说话的声音所携带的能量远远不够传播那么远的 。想一想 , 你家的一堵墙就可以隔开邻居家的声音 , 何况是你的身体和月球呢?
那么 , 宇航员在太空中如何沟通呢?无线电 。
无线电和光一样 , 都是电磁波 , 而电磁波是可以在真空中传递的 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
这是为什么呢?科学家告诉我们:同样是波 , 声音(机械波)和光(电磁波)还是有区别的 。机械波的传播是需要介质的 , 但电磁波不需要 。电磁波的本质是光子 , 光子本身就是粒子 , 就不需要介质了 。上百年前的科学家不了解光子 , 一度认为宇宙空间有一种叫做以太的介质来传播光 , 但是当爱因斯坦提出光量子假说后 , 以太的说法也就不攻自破了 。所以说 , 光的传播不仅不需要介质 , 反而因为没有光子和其他粒子的相互作用 , 所以光在真空中传播更快 。
那么 , 在宇宙中 , 声音真的完全无法传播吗?
其实也不是 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
除去在星球表面大气层内传播之外 , 声音也还有机会在星际空间传播 。因为在宇宙中 , 还有很多浓密的气体云和尘埃物质 , 它们有的是死去恒星的残骸 , 有的甚至还会成为新恒星诞生的摇篮 。在这里 , 由于引力的作用 , 物质会相互聚集 , 变得非常密集 。因此 , 只要这些星际尘埃或气体足够密集 , 那么它们也是可以传播声音的 , 甚至可以传播得很远 。
而且 , 它们不仅可以传播声音 , 甚至可以产生声音 。粒子或者物质之间相互碰撞、摩擦 , 就会产生振动 , 而振动就会发出声音 。因此 , 如果我们有探测器能够来到这样的区域 , 还是可以听到星云的声音的 。
更有趣的是 , 即使是科学家口中连光都能吞噬的黑洞 , 也会发出声音 。


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
2003年的时候 , NASA的钱德拉X射线望远镜就曾经检测到2.5亿光年以外的英仙座有一个黑洞 , 正在释放能量强大的波纹 , 这些波纹在英仙座星系团内传播 , 形成了一层层的涟漪 。科学家们将这些振动利用钢琴转换成了音符 , 发现这个黑洞正在以降B调“唱歌” 。
NASA的科学家介绍:B调是宇宙中发出的最深沉的声音 , 其频率非常低 , 是人类已知听觉极限的几十亿倍 。
另外 , 我们知道 , 像太阳这样的恒星会产生大量的辐射 , 释放出许多高能粒子 。因此 , 科学家也曾经记录太阳辐射出来的粒子打在探测器上发出的声音 , 这大概就是太阳的声音吧!


关闭所有声音(只听真声音)

文章插图
因此 , 宇宙空间虽然不能传播声音 , 似乎非常安静 。但是 , 所有的天体都暗藏着自己的韵律 , 如果我们真的能听到其中的声音 , 应该也是一件很有趣的事吧!