没想到宇宙有这么多“音乐”,你喜欢哪一首?

作者: COLIN HUNTER

来源: 中科院物理所

发布日期: 2018-06-12 14:55:25

本文探讨了宇宙中可能存在的声音,通过科学家的模拟,将无线电波和其他信号转换成声波,创造出宇宙的“音乐”。文章还介绍了如何参与互动,有机会获得科普书籍《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》。

没想到宇宙有这么多“音乐”,你喜欢哪一首?

原创 COLIN HUNTER 中科院物理所 2018-06-12 14:55:25 收录于话题 # 翻译专栏 科学无国界 我们是知识的搬运工 福利时间 今天我们将送出三本由图灵新知提供的优质科普书籍《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》。欧盟“欧洲科学传播奖”获奖佳作 20年经典科普读物、黑洞爱好者必读经典《黑洞》新版再现。

《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》围绕黑洞与暗能量两大主题,详细阐述了恒星、黑洞等宇宙天体诞生、演变与陨灭的精彩历程,揭示了黑洞与暗能量的真实面貌,在围绕人类揭秘宇宙的恢弘人文与历史背景中,讲述探索宇宙的物理与天文知识。

如何才能得到这本《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》呢?参与的方式非常简单!只要你认真阅读下面的这篇文章,思考文末提出的问题,严格按照 互动:你的答案 的格式在评论区留言,就有机会获得奖品!(PS:格式不符合要求者无效)截止到本周四中午12点,精选留言点赞数前三名的朋友将获得一本《黑洞与暗能量:宇宙的命运交响》。

【互动问答示例】 互动:这里就可以自由发挥你的答案啦~

作者:COLIN HUNTER 翻译:山寺小沙弥 审校:Nothing 有没有想过宇宙的声音是什么样的?如果你漂浮于宇宙中,至少存在两个因素,使你听不到太多声音:1. 由于太空中没有空气,所以声波不会传播;2. 如果你漂浮在太空中,你很有可能丧失性命。撇开这些恼人的细节不谈,科学家们确实有可能通过将无线电波和其他信号转换成声波的形式来模拟太空的声音。

他们创造的声音可能是刺耳的、怪异的,而且常常是令人感到惊艳的。所以,带上耳机吧,尝试着让耳朵怀孕,聆听来自宇宙的“音乐”。

合唱:范艾伦辐射带的歌曲 虽然这“合唱”像是茂密雨林中的鸟和虫子的歌喉发出的声音,但“合唱”实际上是地球磁层中的无线电波,它是由电子在范艾伦辐射带中快速旋转引起的。这些信号是由范艾伦探测器上的仪器捕捉到的,这是一对于2012年发射的绕地球运行的卫星。

LIGO的“叽喳”声 全世界都听到了这唧唧喳喳的声音。2015年,LIGO探测到两个黑洞的碰撞,让人们看到了引力波天文学的曙光。这个团队把信号从引力波转换成声波,为了使短促声波变得更加清晰,他们还提高了音高,这样我们就能听到13亿年前的大灾难的背景音乐。天文学家Janna Levin在她2017年圆周理论物理研究所公开课上播放了这段声音,并阐述了它的重要性。

LIGO的“叽喳”声和被彗星榴弹击中的声音 2011年,当美国宇航局的“星尘”号宇宙飞船飞越彗星坦普尔1号时,该仪器的防护罩受到了尘埃和彗星上的其他碎片的撞击。宇宙飞船的尘埃通量监测仪器捕捉到了来自攻击的声音和电脉冲。下面的片段只传达了整个撞击过程的一小部分,在这11分钟内总共造成了超过5000次的碰撞。

中子星的声音 中子星是宇宙中最极端、最吸引人的物体之一(这其中包含了有很多原因)。一些中子星在旋转时发出电磁辐射的光束,就像灯塔发出的脉冲在一定的频率上搏动(因此得名“脉冲星”)。当将其转换成声波时,这些脉冲听起来就像远处的鼓声或物体高速旋转时发出的嗡嗡声。麦基尔大学的Victoria Kaspi在她的2016年圆周理论物理研究所公开课上,播放了一些来自“天堂的音乐”。

中子星的声音和旋转的黑洞 当两个黑洞相互环绕,在巨大的引力场中舞动靠近时,它们挤压、拉伸着周围的空间,这样也许能振动你的耳膜,使你获得听觉盛宴(当然前提是你在附近并活着)。Janna Levin在2017年圆周理论物理研究所公开课上对你可能听到的两个黑洞的声音进行了几次模拟。

聆听理论之间的差异 中子星的高密度、强引力使其成为了用于测试极端条件下万有引力理论的理想对象。

Nestor Ortiz和合作者Raissa Mendez研究了中子星的脉冲,以测试爱因斯坦的广义相对论,反对一种叫做“标量张量理论”的修正。他们发现了一个新的振动频率族,这是爱因斯坦的理论所不能预测的——这是一个有趣的发现,如果在实验中检测到振荡,那么可能需要对广义相对论进行修正。研究人员创建了音频模拟,虽然这不是特别的旋律,但却清楚地展示了模型之间的区别。

聆听理论之间的差异和大爆炸 2003年,华盛顿大学的物理学教授John Cramer利用WMAP任务的数据,发布了可以被认为是宇宙的首个“单曲”。十年后,从欧洲航天局的普朗克任务的数据中,他推出了一个重制版。从某种意义上说,你所听到的是整个宇宙——这是大爆炸发生后的第76万年前的声音模拟,当时宇宙的密度足够大,可以携带声波。当宇宙膨胀,密度变低时,音调就会降低。

原文链接:https://insidetheperimeter.ca/listen-scintillating-sounds-universe/

互动问题 【互动问题:如果未来人类能听到的声波频率范围变宽,世界将是什么样一番景象?】请大家严格按照 互动:问题答案 的格式在评论区留言参与互动,格式不符合要求者无效。截止到本周四中午12点,精选留言点赞数前三名的朋友将获得我们送出的图书一本。编辑:山寺小沙弥

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