Ученые записали звуки Большого взрыва
Американские ученые воссоздали звук, сопровождающий рождение вселенной. Ее запись сделал физик Вашингтонского университета Джон Крамер. При этом он воспользовался данными космической обсерватории Planck, которой удалось запечатлеть изменения микроволнового фона почти сразу после Большого взрыва. Корреспондент «Вестей ФМ» Сергей Диков послушал запись и попросил российских ученых оценить ее качество.
Больше десяти миллиардов лет назад — обычному человеку и представить-то подобный временной отрезок сложно. А ученые-физики с такими данными легко находят общий язык. Ведь именно тогда случилась чуть ли не главная загадка в истории — рождение вселенной, то, что еще общепринято называть Большим взрывом. Отпечаток того, ну или почти того момента сумела запечатлеть орбитальная лаборатория Planck. И вот один ученый из Вашингтонского университета — Джон Крамер — обработал эти данные и представил результат публике. Теперь мы можем услышать эхо рождения Вселенной.
Телескоп Planck зафиксировал то, что происходило через 400 тысяч лет после Большого взрыва. Но это же такой пустяк по сравнению с ее возрастом! Эти данные принято считать практически первым свидетельством тех событий космического масштаба. Вот только работа американского ученого скорее шутка, чем серьезное исследование. Это утверждает ведущий научный сотрудник Физического института имени Лебедева Сергей Богачев. Дело в том, что обсерватория запечатлела микроволновое излучение, а не звуковые колебания, поясняет российский ученый. А уже их в свою очередь преобразовали в звук.
«Технология, которая при этом применяется, чем-то подобна цветомузыке. Цветомузыка — это когда звуковой сигнал преобразуют в некие импульсы света, в модуляцию света. Здесь как бы обратная ситуация: вот это зарегистрированное излучение обратно преобразили в звук. При этом речь, конечно, не о том, что наша вселенная звучала, и там была какая-то музыка во вселенной».
Большой взрыв — это, скорее, символическое название. Никакого отношения к тому, что мы привыкли называть взрывом, не имеет, рассказывает академик и главный научный сотрудник Института ядерных исследований Валерий Рубаков. Никакого звука при этом не возникает, рушит он стройную концепцию американского исследователя. И предельно доступно, насколько это возможно для таких глобальных процессов, объясняет, что же все-таки запечатлел телескоп.
«Вообще, понятие Большой взрыв не нужно воспринимать буквально, как какой-то хлопок. Это данные о реликтовом излучении, которое было излучено примерно через 380 тысяч лет после Большого взрыва. Излучение несет информацию о самых первых долях секунды существования нашей вселенной, из-за этого это все очень интересно. Но звуков там никаких нет, и извлекать из этой информации какие-то звуки — это шарлатанство».
Ученого из Вашингтонского университета такие оценки, впрочем, не смущают. Он выложил результаты своей работы на собственном сайте, чтобы почувствовать свою общность со вселенной и прикоснуться к бесконечности смог любой желающий. А в интервью он рассказал, что провел небольшой эксперимент. Он включал первоначальную версию записи своим собакам, и они никак не реагировали. Но затем он смог улучшить ее качество и вновь дал послушать домашним питомцам. Псы начали лаять. Ученый остался доволен.
Популярное
«США нужно убедить мир, что они не проиграли»
РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «Каких-то выигрышных шагов со стороны США я не вижу, думаю, что в нынешних условиях их и быть не может, потому что до сих пор многое из того, что наши коллеги и соотечественники воспринимали как великие успехи Соединенных Штатов на информационной ниве, оно опиралось, во-первых, на популярность США, во-вторых, на их силу».
«НАТО не обращает внимания на воззвания Украины»
РОСТИСЛАВ ИЩЕНКО: «На воззвания Украины к НАТО давно никто не обращает внимания. Я бы не мешал им эти воззвания принимать. Им раз в полгода сообщают, что не сложилось пока. А всё остальное время даже не интересуются, что там у них происходит. Поэтому нельзя их огорчать и не давать хотя бы в НАТО проситься».
«Ни одной уступки российским интересам Америка не сделала»
СЕРГЕЙ МИХЕЕВ: «Американцы считают удачными те переговоры, в ходе которых они что-то получили. А мы считаем удачными те переговоры, в ходе которых мы получили улыбки и похлопывания по плечу. Я надеюсь, что мы, наконец, от этого отошли».
Источник
Можно ли услышать черную дыру или «Отзвуки Большого Взрыва до сих пор идут по Вселенной»
Все мы знаем, что звук в космосе не распространяется. Каким бы громким ни был бы двигатель космического корабля, пролетающего рядом с наблюдателем, тот его не услышит. Тем не менее, некоторые звуки все же распространяются по Вселенной, хотя человек без помощи аппаратуры услышать их не может. Речь идет об инфразвуках с очень большой длиной волны и очень низкой частотой, который может распространяться в облаках межзвездной пыли и газа.
Один из примеров такого источника инфразвука — сверх массивная черная дыра, расположенная в центре гигантского скопления галактик, которое получило название кластер Персея. Расположен этот объект в 250 млн световых лет от Земли. Звук, издаваемый черной дырой, на 57 октав ниже ниже (ноты До) первой октавы, это в миллион миллиардов раз ниже частоты звука, который может быть услышан человеком. Самый низкий звук, который может услышать человек, имеет частоту в 20 Гц. Звуковая волна, генерируемая черной дырой, имеет более низкую частоту: 1 колебание в 10 млн лет. Это в буквальном смысле слова звук Вечности.
Звуковая волна, генерируемая черной дырой в кластере Персея была обнаружена орбитальной рентгеновской обсерваторией Чандра
Орбитальная обсерватория Чандра смогла запечатлеть концентрические образования в газопылевом облаке, окружающем кластер Персея. Эти образования схожи с кругами на пруду, которые идут по воде, если в пруд кинуть камень (ну, или на пруд опустится уточка). Более яркие образования — это пик волны, где концентрация газа максимальна. Более темные области — область минимального давления газа, подошва волны. Распространяются эти звуковые волны на сотни тысяч световых лет от источника, и звук пропадает там, где газа или пыли нет вовсе. Между Землей и кластером — огромные пустые области пространства, где очень низкая концентрация газа, поэтому до нас звук, издаваемый черной дырой, не доходит.
Первый звук во Вселенной
Если кто-либо мог отправиться к начальной точке возникновения Вселенной, вернее, в точку, отстоящую от Большого Взрыва на 760000 лет, то этот человек или аппарат смогу бы услышать звук Вселенной.
В это время плотность материи была достаточно высока, чтобы передавать звуковые волны. И они распространялись, Вселенная звучала. Сейчас звука уже нет, но есть реликтовое излучение, которое является своеобразным носителем первого звука. 760000 лет назад (уже оставим привязку к этому времени) звук, распространяясь по газообразной материи Вселенной, вызывал изменения плотности материи, волны. Соответственно, эти колебания вызывали изменения температурного режима своего окружения, а температурные флуктуации, в свою очередь, оставили свой след в реликтовом излучении.
Специалист из Университета Вашингтона, физик Джон. Дж. Греймер (John G. Cramer) попробовал провести реконструкцию древнего звука. Этот звук можно прослушать здесь или в ролике, размещенном выше.
Источник
Самый громкий звук во Вселенной
Звуковые волны не распространяются в вакууме. Необходим какой-либо носитель, чтобы получить любой звук . Но космическое пространство нельзя назвать абсолютной пустотой .
При достаточном уровне громкости звук может распространяться
в разрежённой межзвёздной среде на очень большие расстояния .
Межзвёздная среда состоит из ионов, атомов и молекул газов, космической пыли и космических лучей. Основу составляют водород, гелий, а также в незначительном количестве присутствуют углерод, кислород и азот.
Для сравнения на один см³ межзвёздной среды приходится 1 миллион молекул , в то время как плотность земного воздуха на уровне моря составляет примерно 10 триллионов на см³ . Разница в целых 13 порядков.
Звуковая волна с самой большой энергией из когда-либо зафиксированных исходит от сверхмассивной чёрной дыры
из скопления галактик в созвездии Персей . Примерно в 250 миллионах световых лет от нашей планеты.
В 2002 году астрономам удалось получить результаты наблюдений космической рентгеновской обсерватории «Чандра». Наблюдения выявили пульсации газов, заполняющих скопление. Пульсации свидетельствуют о звуковых волнах , которые прошли сотни тысяч световых лет от центральной чёрной дыры скопления.
Именно в тот момент было объявлено об открытии звуковых волн, исходящих от чёрных дыр .
Обнаруженная звуковая волна имеет частоту на целых 57 октав ниже ноты до . Октава обозначает звуковой интервал в котором частоты между соседними звуками соотносятся как 1 к 2. Частота более низкого звука в два раза ниже частоты более высокого. Для генерации такой звуковой волны необходимо огромной количество энергии , равное суммарной энергии 100 миллионов сверхновых.
Средняя сверхновая высвобождает около 10⁴⁴ джоулей, соответственно 100 миллионов дадут на выходе энергию 10⁵² джоулей . Самый громкий звук , когда-либо зафиксированный на поверхности Земли — извержение вулкана Кракатау 1883 году — высвободило «всего» менее 10¹⁸ джоулей .
Разница составляет целых 10 квинтиллиардов раз (1 квинтиллиард=10³³). Хотя извержение Кракатау отчётливо можно было услышать
на расстоянии около 5000 км.
Источник
Ученые воспроизвели звук Большого взрыва, создавшего Вселенную (АУДИО)
Американские ученые воссоздали звук, сопровождающий рождение Вселенной более 13 млрд лет назад. Ее запись сделал физик Вашингтонского университета Джон Крамер. При этом он воспользовался данными новейшей космической обсерватории Planck, которой удалось запечатлеть изменения микроволнового фона почти сразу после Большого взрыва, сообщают «Вести ФМ».
Десять лет назад такая запись уже была представлена, но теперь она серьезно усовершенствована: звук колебаний во время Большого взрыва, приведшего к происхождению Вселенной, стал точнее и приятнее для слуха.
Получение учеными «ремикса» Большого Взрыва стало возможным с учетом новых подробных данных, собранных новейшим космическим зондом, стоимостью в несколько миллионов фунтов стерлингов. Данная информация также помогла несколько пересмотреть оценки истинного возраста Вселенной.
«Новый частотный спектр идет на более высоких частотах, чем было установлено при WMAP-анализе, и поэтому теперь мы имеем самое «высококачественное» исполнение звука Большого Взрыва», – пояснил профессор на своем веб-сайте. Физик использовал результаты анализа Планка для миссии по изучению космического микроволнового фона – излучения, возрастом около 400 000 лет после начала Вселенной – которая превращает колебания температуры реликтового излучения в угловые частотные компоненты или «мультиполя».
Профессор Крамер отметил, что фактические большие частоты взрыва были слишком низкими, чтобы был услышан человеческим ухом, так что он масштабировал их по «ключевым факторам» для создания собственной модели, которая представляет первые 760 000 лет Вселенной.
На веб-странице Джона Крамера можно послушать записи новых звуков Большого Взрыва различной длительности, начиная от 20-секундного варианта, и заканчивая записью, длительностью в 500 секунд. «Но я рекомендую прослушать 100-секундный вариант, такой длительности достаточно для того, чтобы получить полное представление о том, как звучал Большой Взрыв, но за это время прослушивание еще не успеет вам надоесть» – пишет Крамер.
Отметим, что в марте 2013 года в Европейском космического агентстве представили портрет новорожденной Вселенной, основанный на данных, полученных в течении 15 с половиной месяцев с помощью космического телескопа Планка.
Полученные данные также позволили скорректировать представления о скорости, с которой Вселенная расширяется сегодня, а также о том, что возраст Вселенной составляет 13,82 миллиардов лет – на 80 миллионов лет старше, чем считалось ранее.
Источник
Невероятно громкий звук, обошедший Землю четыре раза
27 августа 1883 года Земля породила звук, громкость которого с тех пор не была превзойдена.
Звук родился на острове Кракатау, расположенном между Явой и Суматрой в Индонезии, в 10:02 утра по местному времени. Его слышали в 2080 км на Андаманских и Никобарских островах («были слышны удивительные звуки, будто пальба из пушек»); в 3200 км в Новой Гвинее и западной Австралии («серия громких звуков, напоминающих артиллерию в направлении на северо-запад»); и даже в 4800 км в Индийском океане на острове Родригес недалеко от Маврикия («идущий с востока звук, будто отдалённый рёв тяжёлых пушек») [1]. В общей сложности его слышали люди в 50 различных географических точках, покрывающих 1/13 часть земного шара.
Задумайтесь о том, насколько это удивительно. Если в Нижнем Новгороде вам кто-нибудь скажет, что слышал звук из Москвы, вы посмотрите на него с подозрением. Но Нижний Новгород находится в 400 км от Москвы. А в описываемом случае всё было так, будто человек, находившийся в Чите, слышал звук, идущий из Москвы. Со скоростью передвижения 1233 км/ч, звуку на преодоление такого пути требуется около 4 часов. Это был самый далеко распространившийся звук в известной нам истории.
Откуда можно было услышать извержение
Так что же могло создать настолько громкий взрыв? На Кракатау произошло извержение вулкана, настолько мощное, что оно разорвало остров, и выпустило столб дыма, поднявшегося в атмосферу на 27 км, согласно наблюдавшего его геологу. Из этого можно вычислить, что дым рвался из вулкана со скоростью 2500 км/ч – то есть, порядка 800 м/с. Это в два раза больше скорости звука.
Взрыв породил смертельное цунами с волнами высотой в 30 м. Было смыто и полностью разрушено 165 прибрежных деревень и поселений. Колонисты из Нидерландов, заправлявшие в то время в Индонезии, оценили количество жертв в 36 417, но по некоторым оценкам, их могло быть порядка 120 000. [2, 3]
Британское судно «Замок Норем» во время извержения был в 40 милях от Кракатау. Капитан записал в журнале, «Настолько громкие были взрывы, что у половины из моей команды повредились барабанные перепонки. Последние мои мысли были о моей дорогой супруге. Я убеждён, что настал Судный день».
Литография извержения, 1888 год
Но звуки возникли не из-за конца света, а из-за флуктуаций давления воздуха. Барометр на газовом заводе в Батавии (ныне Джакарта), в 160 км от места взрыва, зафиксировал повышение давление на 6 мм рт.ст. Это порядка 172 дб звукового давления, очень громкий шум. При работе отбойным молотком вы подвергаетесь давлению в 100 дб. Болевой порог человека – порядка 130 дб, а если бы вы неудачно встали рядом с реактивным двигателем, вы бы подверглись давлению 150 дб. (Увеличение на 10 дб примерно оценивается человеком как двукратное увеличение громкости). При извержении Кракатау было зарегистрировано 172 дб на расстоянии в 160 км. Это настолько потрясающе громко, что практически находится на границе понятия «звука».
Когда вы напеваете песенку или произносите слова, вы заставляете молекулы воздуха колебаться вперёд и назад десятки или сотни раз в секунду, из-за чего давление воздуха в некоторых местах увеличивается, а в других уменьшается. Чем громче звук, тем интенсивнее колебания и тем больше флуктуации давления. Но существуют ограничения на громкость звука. В какой-то момент колебания становятся слишком велики, и нижняя планка давления опускается до нуля – до вакуума – и ниже уже не опустится. Это ограничение в атмосфере Земли достигается примерно при 194 дб. Ещё громче, и звук уже не будет распространяться по воздуху, он будет нести воздух с собой, создавая передвигающуюся область высокого давления, ударную волну.
Ближе к Кракатау звук превысил все ограничения, и создал такой мощный порыв воздуха высокого давления, что он порвал барабанные перепонки у моряков в 40 милях. Пройдя тысячи километров, дойдя до Австралии и Индийского океана, колебания звука уменьшились, и начали напоминать отдалённый выстрел. После 4800 км путешествия волна давления стала слишком тихой для человеческого уха, но продолжала распространяться и далее, несколько дней отражаясь по всему земному шару. Атмосфера звенела, как колокол, незаметно для нас, но заметно для наших приборов.
В 1883 году погодные станции в городах всего мира использовали барометры для отслеживания изменений в атмосферном давлении. Через 6 часов 47 минут после извержения Кракатау, всплеск давления был зарегистрирован в Калькутте. Через 8 часов импульс достиг Маврикия на западе и Мельбурна с Сиднеем на востоке. Через 12 часов импульс заметили в Санкт-Петербурге, а затем в Вене, Риме, Париже, Берлине и Мюнхене. Через 18 часов импульс дошёл до Нью-Йорка, Вашингтона и Торонто. Невероятно, но целых пять дней после взрыва погодные станции в 50 городах по всему миру регистрировали этот беспрецедентный всплеск давления, повторяющийся примерно каждые 34 часа. Примерно столько времени требуется звуку на путешествие вокруг всей планеты.
В общем, волна давления от Кракатау обошла земной шар 3-4 раза в каждом направлении. В городах было зарегистрировано до семи всплесков давления, поскольку они ощущали ударные волны, пришедшие к ним с обеих сторон. Приливные станции в Индии, Англии и Сан-Франциско отмечали повышение океанских волн одновременно с воздушным импульсом, и такой эффект был отмечен впервые. Это был звук, который уже нельзя было услышать, но он продолжал путешествовать вокруг света – этот феномен назвали «великой воздушной волной».
Недавно туристы сняли невероятное видео извержения вулкана в Папуа – Новой Гвинее. Если присмотреться, из него можно получить представление о волне давления, созданной вулканом.
Извержение вулкана порождает внезапный всплеск атмосферного давления. Видно, как он перемещается по воздуху, и конденсирует по пути водяной пар в облака. Снимавшие видео, к счастью, были достаточно далеко от извержения, и волне давления потребовалось некоторое время, чтобы достичь их. При ударе волны о лодку, примерно через 13 секунд после взрыва, слышно громкий звук, похожий на выстрел, вместе с порывом воздуха. Это значит, что лодка была примерно в 4,4 км от вулкана. Нечто подобное случилось и с Кракатау, только тогда «выстрел» услышали не в 4 км, а в 4800 км от вулкана, что демонстрирует непостижимую и огромную разрушительную силу природы.
Ссылки
1. Judd, J.W., et al. The Eruption of Krakatoa, and Subsequent Phenomena Trübner & Company, (1888).
2. Winchester, S. Krakatoa: The Day the World Exploded Penguin, London, United Kingdom (2004).
Источник