极光会发出我们能听到的声音吗?真正的答案出人意料地复杂

作者: Fiona Amery

来源: The Conversation

发布日期: 2020

极光是否会产生可听到的声音是一个复杂的问题,历史上科学家对此持怀疑态度。2016年的一项芬兰研究声称证实了北极光确实能产生人类可听到的声音,但声音产生的机制及其条件仍然是一个谜。

极光,这种由太阳粒子与地球大气中的气体分子相互作用产生的奇妙绿红色光幕,通常发生在地球磁场最强的极地附近。然而,关于极光是否会产生可辨认的声音,历史上科学家们对此持怀疑态度,因为相关的报告非常罕见。

2016年的一项芬兰研究声称最终证实了北极光确实能产生人类可听到的声音。然而,声音产生的机制及其条件仍然是一个谜。我的最新研究回顾了历史上关于极光声音的报告,以理解调查这一难以捉摸现象的方法,以及确定所报告的声音是客观的、虚幻的还是想象的。

20世纪初的几十年里,关于极光声音的争论尤为激烈,当时来自北方纬度地区的多个定居点的报告称,有时在迷人的光幕中伴随着声音。这些声音被描述为轻微的噼啪声、呼啸声或嗖嗖声。然而,科学界对此并不完全信服,特别是考虑到很少有西方探险家声称自己听到了这些难以捉摸的声音。

极光声音报告的可信度与对北极光高度的测量密切相关。人们认为,只有那些下降到地球大气层较低位置的光幕才能传递出人类耳朵能听到的声音。然而,1932-33年的第二次国际极地年记录的结果显示,极光最常见于地球上空100公里处,很少低于80公里。这表明,光幕发出的可辨认声音不可能传递到地球表面。

尽管如此,20世纪领先的极光科学家卡尔·斯特默(Carl Størmer)的助手汉斯·耶尔斯特鲁普(Hans Jelstrup)和Tjönn先生都声称听到了极光的声音,这为大量的个人报告增添了一些可信度。然而,这些证词仍未提出极光声音产生的机制。

这个持久谜团的答案在1923年由加拿大著名天文学家克拉伦斯·张(Clarence Chant)首次提出,他提出北极光的移动会改变地球的磁场,从而在大气中诱发电荷变化,甚至在相当远的距离内。这种电荷变化在与地面物体相遇时会产生类似于静电的噼啪声。张的理论与许多极光声音的描述相符,并且得到了偶尔在北极光显示时报告的臭氧气味的支持。

尽管极光确实偶尔会产生人类可听到的声音,但要亲耳听到,你可能需要在极地地区花费相当长的时间,因为这种声音现象仅在5%的强烈极光显示中出现。近年来,极光的声音因其美学价值而被探索,激发了音乐创作,并为与电磁信号互动的新方式奠定了基础。

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