@ 2015.11.01 , 17:00
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声音能在太空中传播,只是听不见

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1979年,科幻恐怖大片《外星人》的标语是“在太空,没人能够听到你的尖叫”,这是一个广为人知的事实。或者换句话说,声音无法在真空的太空中被运载——没有任何微粒能够使音频振动通过。这没错,但只在一定程度上正确。

原来,太空并非完全的虚空——尽管绝大部分是的。古老的恒星会残留下星际气体和星际尘埃,它们确有可能运载声波——只不过我们无法听见。这些粒子过于分散,声波频率随之过低,因此人类的听觉无法捕捉到它们。

微粒之间彼此碰撞,声音也随之传播;这和你丢一块石子到水池里,涟漪泛起传开的方式相同。随着波纹越来越远,声音逐渐失去原有的力道,因此我们只能听到周围发出的声音。声波的通过会引发空气压力的振动,这些振动彼此相隔的时间代表了声音的频率(用赫兹测量),而各个振动峰之间的距离则为波长。

如果空气微粒之间的距离大于波长,那么声音便无法跨越这道距离,“涟漪”也随之停止。因此,声音必须拥有足够长的波长,才能够在太空的特定区域里的不同微粒之间进行传播;对我们的耳朵而言,声音波长长则音调低。一旦声音频率低于20赫兹,它们就变成了人耳所无法听见的超声波。

其中一个例子是黑洞,它发射出了科学家迄今为止所知的最低音调——比中央C低57个八度,远远低于我们的听力范围(大约比我们能听到的声音低上一千万亿倍)。你大概能够每隔1千万年测得一个黑洞声音的振动,而人耳接收的最低限度为每秒振动20次的声音。

回到地球上来,极强地震所产生的声音有时候足够强烈到能进入太空。当正常声音不得不停止传播时,次声波能够继续运行。

在大爆炸发生之后的短时间内(约76万年),宇宙的密度足以使正常声音通行。如果你在《星球大战》中听到了行星或宇宙飞船的爆炸声,那么要记住,是这些电影工作者在乱来:你有可能根本什么也听不到。

本文译自 sciencelaert,由译者 蛋花 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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TOTAL COMMENTS: 24+1

  1. balabala
    @2 years ago
    2973475

    原来声呐是不科学的

    [3] XX [33] 回复 [0]
  2. 老煎
    @2 years ago
    2973478

    随着爆开的飞船也会有气体扩散吧?岂不正好是声音的传导介质?

    [10] XX [1] 回复 [0]
  3. 神响
    @2 years ago
    2973485

    上次是谁说牵引光线不能是声波来着

  4. (#゚Д゚)
    @2 years ago
    2973492

    聲音低於20赫茲的話是次聲波吧

    [18] XX [1] 回复 [0]
  5. Anonymous
    @2 years ago
    2973498

    那是《异形》,不叫《外星人》

    [45] XX [1] 回复 [0]
  6. Anonymous
    @2 years ago
    2973499

    那是《异形》,不叫《外星人》

  7. 龙牙
    @2 years ago
    2973526

    意思就是说,我小学的时候放在语文老师的粉笔盒里面那条冻僵的小蛇引发的尖叫,如果我乘坐宇宙飞船,就还能听一次?

  8. skyedge
    @2 years ago
    2973529

    @战姬绝唱

  9. 2973546

    可是……超声波和次声波通常情况下不算做声音吧?

  10. 狐狸手套_
    @2 years ago
    2973549

    孤独的旅人啊,
    深空里传来的低语,
    不要去聆听。
    那如昙花一样,
    瞬间绽放便沉寂的噪音,
    并不是星辰的欢声笑语,
    是它们,
    死亡之前,
    最后绝望的尖叫。

    [39] XX [4] 回复 [0]
  11. 地狱菠菜
    @2 years ago
    2973557

    说白了,宇宙不是真正意义上的真空

  12. 蛋白
    @2 years ago
    2973571

    关键句:空气微粒之间的距离是否大于波长。 如果超出波长,则声音“涟漪”停止

  13. 阿卡特兹
    @2 years ago
    2973572

    高中初中物理基础考题从此改写!

  14. 你好
    @2 years ago
    2973586

    总会有些微粒间距离短于波长吧。

  15. mihudanwx
    @2 years ago
    2973598

    一旦声音频率低于20赫兹,它们就变成了人耳所无法听见的超声波

    应该是次声波吧

  16. HELLKEEPER
    @2 years ago
    2973603

    对不起,只看了标题我就笑了两分钟。

  17. 2973769

    @Anonymous: 直译的话可以翻译为外星人,alien

  18. 2973885

    @老煎: 但是一架飞船的气体太少了,爆炸开后迅速扩散,密度短距离内就变得非常低,不足以支持声音传播,就算勉强听到,音效也不是电影里那样的。

  19. 2973887

    @Air: 我觉得这东西,除非另外有发行公司重新用~外星人~在发行一次,否则还是用官方译名或者公认译名比较好。E.T.才是外星人,Alien就是异形。翻译让上异形也更符合电影内容。

  20. penguin
    @2 years ago
    2974298

    @阿卡特兹: 中学的课题只是要求学生有基本的认识。除非真的出现严重的常识性错误,否则只会视作特例。

  21. MONICA
    @2 years ago
    2974444

    初高中物理全错了!

  22. 2974564

    嗯。。。楼上的一些个同学,物师尚活否?这里说的声波是机械波,气体粒子互相碰撞传递机械力的压缩波,只要粒子们还能碰得上,就还能让这波传递过去,波长那种因素并不能直接决定它最多传多远,比方说上佰亿光年外的粒子实际上就飞来碰着地球的粒子,那就是成功把它传来了——发生了机械力压缩嘛,就酱简单。
    该文的意思其实是针对大家日常所遇到的声波,在粒子很密集的环境中,声源的很多种频率调制动作,都能象家庭音响喇叭的振膜一样,把极多粒子以特定时间间隔敲飞,这些粒子在密集群体中随之以相应方向碰飞也极多的隔壁邻居,邻居也如此搞,就会相对高效率地在密集群中传递模拟声源振动模式的机械压缩波,所载声学信息以很高信噪比穿过集群,容易被耳朵成功收听。而当传到粒子相对很稀处时,负责继续传递的被碰粒子很少,造成运输能量严重损耗,照样传递该信息,但信号强度陡降,再传到粒子密集处时,不可能变成强信号,此处的本地振动信号就很容易相对太强,以噪音形式严重干扰耳朵有效收听,从信息检测的观察角度说,是该声波没有传过来,所以认为声波不能穿过粒子稀疏区域。这是为了服务于日常应用级信息传播需要的工程实践性观念,并把介质粒子间距作为传声成败的实用化判据(不密集必然间距大),别误解是理论绝对判据。

  23. 2974580

    刁钻一点的眼神,是盯住相应能量的传递效率,还有到达地点的噪声能量相对比值,看看在哪里丢了太多能量、还够不够比当地噪声更强势。至于收音器的灵敏度,那是工程实践上要追加关注的,越灵敏越利于检测出低能区的目标信号,纯属常识了。

  24. 2974663

    还用说吗,原来这不是常识?

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