科学,照亮黑暗的蜡烛。宇宙是什么声音的?这个问题看似有些不合理,因为严格说来,我们在太空中其实听不到任何声音。但设想一下,如果我们有一种“通感”的能力,能够从宇宙美丽绚烂的图片中,听见动人的声音,那会是一种怎样的体验?天体多种多样,这些声音也不会千篇一律。
一些旋律可能激烈澎湃,一些则柔软而静谧,还有一些可能像恐怖电影一样诡秘……在一个新项目中,可视化科学家、声音工程师与NASA合作,真的将宇宙转化成了动人的音乐。研究团队使用了一种名为数据可听化的新技术,将太空望远镜捕捉到的信息转换成声音,其中包括来自钱德拉X射线天文台、哈勃空间望远镜和斯皮策空间望远镜等多项任务的数据。
目前,一些最著名的深空影像已经变成了音乐,比如银河系中心、子弹星系团、创生之柱等。研究人员将来自望远镜的数据脚本转换成音符和节奏,由此生成音频。在一些案例中,数据被分配了特定的乐器,比如钢琴、小提琴和钟声等。不同的音量、音高和低鸣则取决于亮度、距离和图像所描绘的物体等因素。令人惊喜的是,宇宙创作出的这些旋律非常协调,产生了这些令人愉悦的作品。现在,请准备好耳机,慢慢享受这些真正的宇宙之音。
银河系中心这段可听化处理后的旋律描绘了银河系中心附近的一个区域。随着光标从左到右移动,覆盖了约400光年的范围。声音代表了光源的位置和亮度。在图像右下角有一片发光区域,旋律在这里出现了渐强,它是覆盖着银河系超大质量黑洞的发光气体和尘埃。子弹星系团这张子弹星系团(Bullet Cluster,官方名称1E 0657-56)的照片提供了暗物质的首个直接证据。
暗物质是一类看不见的神秘物质,但它却占据了宇宙的很大一部分。透过引力透镜效应,来自钱德拉天文台的X射线(图中粉色)清楚地显示了两个合并星系团中的高温气体从暗物质中“挣脱”而出的位置。在将这幅图片转换成声音时,光标从左向右平移,每一层数据都被限制在一个特定的频率范围内。显示暗物质的数据用最低频率表示,而X射线则被转换成了最高的频率。哈勃望远镜所揭示的图像中的星系处于中频率。
在每一层数据中,从图像的底部到顶部,对应的音高随位置的升高而增加,越靠近顶部的对象产生的音调越高。整幅图像就这样被编排成了一段悦耳的音乐。蟹状星云公元1054年,蟹状星云首次出现在人们的视野中,自那时起,我们的祖先就对它进行了研究。现代望远镜捕捉到了蟹状星云持久的“引擎”,那是一颗大质量恒星坍缩时形成的快速旋转中子星。
高速的旋转和强磁场的结合产生了物质和反物质的喷流,从它的两极流出,并从赤道向外流动。为了将这些数据转换成声音,光标同样从左向右平移,每一种波长的光都与不同种类的乐器对应起来。来自钱德拉天文台的X射线(图中蓝色和白色)是铜管乐器,哈勃望远镜的可见光数据(紫色)是弦乐,斯皮策望远镜的红外数据(粉色)则被转化成了木管乐器。在每种声音中,越靠近图像顶部的光所对应的音调越高,而更亮的光则代表着更响的声音。
超新星1987A大麦哲伦星云是银河系的一个小的伴星系。1987年2月24日,南半球的天文观测者在大麦哲伦星云中观察到了一个新的天体。这是几个世纪以来最明亮的超新星爆炸之一,它随后被称为超新星1987A(SN 87A)。这段缩时摄影显示了1999年至2013年间,钱德拉天文台(蓝色)和哈勃望远镜(橙色和红色)获得的一系列观测结果。
它显示了一个致密的气体环,在恒星变成超新星之前被恒星喷射出来,当超新星冲击波通过这个环时,它发出的光会变得更加明亮。当焦点扫过图像时,数据被转换成水晶钵的声音,更亮的光变成了音调更高、声音更响的音符。创生之柱哈勃望远镜曾在鹰状星云中拍摄到了一张特别而令人惊叹的影像:星际气体和尘埃构成了象鼻的形状。这张照片后来成为天文学中最具代表性的照片之一,并取名“创生之柱”。
创生之柱附近的区域同样是银河系中标志性的区域,许多恒星在这里形成。和照片中展现的令人惊叹的形态相似,图像转换出的音乐就像是科幻电影中会出现的诡异声响,口哨声和诡异的音调从数据中缓缓流出。仙后座A仙后座A(Cassiopeia A)是一个超新星遗迹,距离我们约11000光年。超新星爆发中释放的四种元素的数据被赋予了不同的音乐效果,随着光标从中心向外移动,图片被转换成了一段颇具音乐性的旋律。
研究人员进行这些“创作”的目的,是希望更多人有机会更好地认识宇宙图像,包括那些视力障碍人士。这些音乐同样给我们提供了一种全新的感官体验,探索宇宙似乎“听”起来更加浪漫了。