Le son voyage-t-il dans l'espace

• Mai 9, 2024

Les batailles spatiales dans les films sont des affaires bruyantes avec des explosions et des explosions frappant les navires. Mais le son voyagerait-il vraiment dans l'espace? La réponse simple est non. Pourtant, il y a plus que cela.

Qu'est-ce que le son?
Le son est une sorte d'énergie. Il est produit lorsque quelque chose vibre. Tout ce qui produit la vibration, comme votre voix, est le la source du son. Le son s'éloigne de la source dans l'air ou tout autre matériau.

Les molécules d'air sifflent à grande vitesse, donc dans l'ensemble, elles sont assez uniformément réparties. Mais que faire si vous décidez de jouer de la guitare? Les cordes vibrent. Lorsqu'une corde se déplace vers l'extérieur, elle pousse les molécules d'air à proximité. Cela crée une zone où les molécules sont plus denses. Lorsque la chaîne recule, elle laisse une zone contenant moins de particules, elle est donc moins dense.

La vibration se propage vers l'extérieur car les zones d'alternance haute et basse densité modifient la densité des molécules à côté d'elles et ainsi de suite. La manière dont la densité change au fur et à mesure que l'onde sonore se déplace est illustrée ici. Les densités différentes provoquent de minuscules changements dans la pression atmosphérique et nos oreilles y sont sensibles. Nos cerveaux les interprètent comme des sons.

La fréquence d'un son nous dit à quelle fréquence les vagues arrivent. Plus la fréquence est basse, plus la hauteur est basse. Le son le plus faible détecté par l'oreille humaine est de vingt ondes par seconde.

Batailles spatiales - bruyantes ou silencieuses?
Étant donné que le son a besoin de particules pour transporter la vibration, il ne peut pas voyager à travers le vide. Cette démonstration montre ce qui arrive à la sonnerie d'une cloche dans un bocal lorsque l'air est pompé. Au fur et à mesure que l'air sort, le son devient plus faible. Ils ne peuvent pas évacuer tout l'air, vous pouvez donc entendre un son faible qui devient plus fort lorsqu'ils laissent entrer l'air.

Si nous regardions une bataille spatiale, nous n'entendrions pas d'explosion lorsqu'un navire a été touché - à moins que nous y soyons! Dans ce cas, le son pourrait traverser la coque et l'air à l'intérieur le porterait plus loin.

Les astronautes
Puisque la Lune n'a pas d'atmosphère, les astronautes à la surface communiquent par radio. Les ondes radio sont un rayonnement électromagnétique comme la lumière, elles n'ont donc pas besoin de particules pour les transporter. Si deux astronautes étaient proches l'un de l'autre, ils pourraient être en mesure de parler directement en touchant des casques pour transférer le son. Les plongeurs sous-marins dans les casques le font.

Soleil bruyant
La vibration est saine et le soleil vibre tout le temps. Ces vibrations sont créées par convection juste sous la surface du Soleil. La convection est la façon dont la chaleur se déplace dans un fluide (liquide ou gaz). Le matériau plus chaud et moins dense monte et le matériau plus frais et plus dense coule. La convection est la façon dont l'eau bout sur le poêle. Vous voyez de grosses bulles monter et se briser lorsqu'elles touchent la surface, et l'eau devient très agitée.

Quelque chose de similaire se produit dans le Soleil, mais nous ne pouvons pas l'entendre. Les ondes sonores ne nous parviennent pas à travers l'espace et la fréquence est trop basse pour les oreilles humaines. Cependant, les mouvements d'entrée et de sortie des vibrations peuvent être détectés par un instrument spécial sur le vaisseau spatial SOHO (Solar and Heliospheric Observatory).

L'espace est-il un vide?
Nous savons ce qu'est le son, alors réfléchissons maintenant à ce qu'est un vide. Un vide parfait ne contiendrait aucune particule. Nous n'en connaissons aucun. Même le meilleur vide de laboratoire sur Terre a quelques centaines de particules par centimètre cube. Cela peut sembler beaucoup, mais rappelez-vous que ce sont extrêmement petites particules. Chaque centimètre cube d'air que vous respirez contient environ trente quintillions de particules. (C'est un 3 suivi de 19 zéros!) Même dans l'espace entre les étoiles, il y a environ cinq particules dans chaque centimètre cube, et il y en a plus dans les nébuleuses.

Le trou noir chantant
Nous avons vu que les ondes acoustiques (sonores) du Soleil ne vont pas très loin, mais la vibration elle-même peut être détectée visuellement. Cependant, en 2003, une équipe d'astronomes de Cambridge, en Angleterre, a observé des ondes de pression - essentiellement des ondes sonores - provenant d'un trou noir dans l'amas de galaxies Persée à environ 250 millions d'années-lumière de distance.

Un trou noir n'aspire pas la matière comme quelqu'un buvant avec une paille. Le gaz et d'autres matériaux en orbite autour d'un disque d'accrétion et en spirale dans le trou noir. En raison de sa forte gravité, il y a un fort chauffage par friction qui libère de l'énergie sous forme de rayons X. L'équipe de Cambridge observait la région à l'aide de l'observatoire aux rayons X de Chandra.

L'énergie du trou noir chauffe le gaz voisin, ce qui le rend moins dense que le reste du gaz de l'amas. Parfois, une vague de particules énergétiques est libérée dans le gaz, provoquant l'équivalent d'une onde sonore. Ces vagues apparaissent comme d'énormes ondulations dans le gaz - 30 000 années-lumière de diamètre. Vous pouvez voir les ondulations dans le gaz sur cette image de la NASA. Les astronomes ont utilisé les ondulations pour calculer la fréquence de l'onde. Le trou noir ne chante qu'une seule note: un si bémol qui est 57 octaves plus bas que le milieu d'un piano. Sa fréquence est de 1 pour 10 millions d'années, incroyablement loin en dessous de notre seuil d'audition.

Le son peut-il voyager dans l'espace?
En résumé, oui. Il y a du son dans l'espace sous forme d'ondes acoustiques très lentes. La densité des particules varie dans l'espace, mais il n'y a pas de vide parfait. Nous pouvons détecter les vagues avec des télescopes.

Mais non, il n'y a pas de son si du son nous voulons dire quelque chose que nous pourrions entendre ou détecter avec un microphone sensible. Les explosions spatiales seraient silencieuses.

Référence:
Niels Marquardt, «Introduction aux principes de la physique du vide» //www.cientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Instructions Vidéo: Thomas Pesquet : Les Détails de son équipement dans L' espace . HD (Mai 2024).