你能在太空里听见声音吗?

我和几个朋友正在讨论太空的问题。他们认为,太空没有声音,因为太空没有空气。比如,如果有人跟你说话,你听不到他们在说什么。我发现这两种说法都难以令人信服。我认为在太空,一定有空气;即使没有空气,也会有声音,因为像无线电波和光波就可以在太空中传播。你能把这个争论说明白吗?

戴夫(Dave)的回答是:恐怕你的朋友们是对的。在真空中,空气并不存在;我们所说的“声音”实际上是空气中的振动。现在,就像你说的,太空中确实存在光波和无线电波;但这些波不是声音,而是光。光的传播不需要空气,但这样你就听不到它了;你只能看到它,或者它被你的收音机解译,然后转换为声音。

宇航员在太空中确实会互相交谈。因为宇宙飞船里有充足的空气,所以他们可以正常交谈。但当他们在太空行走时,他们只能通过头盔里的无线电进行交谈。无线电波在太空中传播也没有问题,但它们不是声音;它们是无线电,必须通过宇航员的耳机转换成声音。

但除了空气之外的物质就不会有振动吗?如果太空中存在气体,为什么声音不能穿过它们?

琳恩(Lynn)回答道:你说的对,太空中有气体,这些气体确实可以传播声波,就像地球上的空气可以传播声音一样;不同之处在于星际气体云的密度比地球大气层要小得多(它们每立方英尺的原子数更少)。所以,如果声波在太空中穿过巨大的气体云,而我们在那里聆听,每秒只有几个原子会撞击我们的耳膜,所以我们将无法听到声音,因为我们的耳朵不够灵敏。也许如果我们有一个巨大而灵敏的麦克风,我们就能探测到这些声音,但对我们的耳朵来说,它将是无声的。

在非气态物质中也会有振动,例如,固体地球甚至太阳。虽然声音可以在地球上传播,但它不能从地球传到火星,因为在这两个行星之间基本上没有任何物质(气体、液体、固体)可以让声音传播。

所以从严格意义上讲,声音振动不能在太空中传播是不正确的,但人类在太空中是听不到任何声音的,却是事实。

但在电影中,当一艘大型宇宙飞船爆炸时,附近的另一艘宇宙飞船就会发出巨大的爆炸声。我想知道在大爆炸中(也许不像一艘宇宙飞船爆炸规模那么小,而与超新星相当),如果一个人和超新星或飞船爆炸相距非常近,这个人能听到声音吗?因为在爆炸中,被释放的气体的声能可以通过,爆炸点与待在宇宙飞船(或者是地球上)的观察者之间的真空被输送。

琳恩(Lynn)回答说:我知道在电影中很多时候会在物体爆炸时播放声音,但我不知道是否在任何情况下,这都是真的。因为空间是真空的,释放到空间中的气体会迅速膨胀,而随着膨胀,它们的密度就会降低。

假设你在一艘宇宙飞船里,正在进行一场浩大的太空战,而附近的一艘飞船爆炸了。爆炸的飞船会释放气体,从理论上讲,声音可以随气体一起传播。然而,由于空间是真空的,这些气体会非常迅速地扩散,随着距离爆炸点越来越远,密度会非常迅速地下降(如果你仔细想想,船上的空间与两艘船之间的空间相比可能不是很大)。所以当爆炸到达你附近的飞船时,气体所携带的任何声音都微弱得听不到。在我看来,你更有可能听到的是爆炸的弹片砸在你的船体上。正如所指出的,这取决于距离;如果你的船就在爆炸的船旁边,你可能更容易听到一些声音,但这对你的船和船员来说也是坏消息!

这和超新星的情况差不多;超新星爆炸产生的气体会迅速膨胀,密度也会随之迅速下降。我不确定你需要多近才能听到超新星的声音,因为我不确定你需要在哪里才能得到接近地球大气值的密度,这可能需要计算机模拟才能准确说出。但是为了让大家了解气体密度是如何随着恒星物质的膨胀而下降的,我做了一个非常简单的计算。如果你把一颗质量是太阳50倍的恒星,把它的质量分布在半径相当于水星轨道距离的球体上,其密度将已经是地球海平面大气密度的10倍左右。水星离太阳非常近,但即使在那样的距离,你也听不到声音!事实上,并不是恒星的所有质量都会被喷射到太空中,也不是被释放的气体都具有被压缩的冲击波。但基本的想法是,你必须非常接近,以获得足够高的密度,才能够听到任何东西。例如,我们在地球上是听不到超新星爆炸的。这有点令人伤感,但空间对我们来说真的很安静。

作者: Dave Kornreich

FY: Ashley Young

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