假如声音不能在太空中传播美国宇航局是如何录制太空声音的？

发布时间：2023-08-30 10:30:28 所属栏目：外闻来源：网络

导读： 　　许多世纪以来，科学家的脑海中一直存在着有关宇宙的各种疑问和困惑。为了回答其中的一些问题，我们发送了人造卫星，航天器，有时甚至是人类，来收集样本并进行观察，但是科学家是如何研

　　许多世纪以来，科学家的脑海中一直存在着有关宇宙的各种疑问和困惑。为了回答其中的一些问题，我们发送了人造卫星，航天器，有时甚至是人类，来收集样本并进行观察，但是科学家是如何研究看不见的东西？

　　人类只能在特定的特定频率和波长下听到声音。但是，空间中有大量的波超出了我们的狭隘的感知范围，那么我们如何研究它们呢？

　　我们根据我们的需求进行转化、重塑和调整，以便观察和分析它们。科学研究是不会停止的！

　　为什么声音不能在太空传播？

　　声波只不过是空气震动。当这些振动在 20 Hz 到 20 kHz 的范围内时，我们可以听到它们！

　　人类的听力能听到20 Hz 到 20 kHz 的范围内声波

　　声波基本上是通过振动介质中的粒子（即空气分子）来传播的。这些振动传递到介质中的连续粒子，这意味着声波在没有介质的情况下无法传播。我们无法听到空间中的声音，通常是由于缺乏这种媒介。

　　我们可以诡辩说，太空中有气体云可以作为介质，但整个空间的气体并不均匀地存在。此外，在太空中的气体密度通常较低，这意味着粒子之间的间隙过大，因此振动无法有效传播。

　　简单地说，声音不能在太空中传播。

　　科学家如何听到宇宙的声音？

　　首先，科学家实际上不能"听到"空间的声音，但他们确实有办法通过将空间波转换成声波来检测空间波。

　　"声音化"是将任何非听觉数据转换为声音，类似于数据可视化。

　　如果满足以下条件的转换技术称为"声音化"：

　　可重复性，即数据的重要元素保持不变，而不管进行"声音化"的条件如何。
　　数据应采用超声波处理，即使未经训练的听众也可以区分。

　　太空中充满了无线电波，等离子波，电磁波，引力波和冲击波，所有这些都可以在没有介质的情况下在太空中传播。这些电波由可以感知这些电波的仪器记录下来，并且数据被传输到地面站，在那里对这些电波进行声音编码。

　　任何可听见的声音都有频率、振幅和节奏等变量。不同的空间波与不同比例的声音属性（频率、振幅等）相匹配，以获得声音。

　　美国宇航局有一台名为EMFISIS（电磁场仪器和综合科学套件）的仪器，它被安装在两艘范艾伦探测器航天器，该航天器测量地球旋转时受到的电磁和电干扰。有三个电传感器测量电扰动，三个磁控管测量磁场的波动。一些电磁波位于可听频率范围内，作为科学家转化可听范围内其余记录频率的基地，以便解释数据。关于波及其音调的知识有助于我们理解它们遵循的模式。此外，这些只是靠近地球大气层的波。

　　尽管科学界长期以来一直对与太阳及其内部有关的问题感到困惑，但我们也知道，任何卫星或航天器都不可能在不燃烧的情况下向太阳传播。由于其亮度，对太阳的科学观察也几乎是不可能的。这使我们可以选择观察环绕太阳的场波以及太阳产生的自然振动。

　　由于产生的声波振幅很低，太阳表面正在对流。美国国家航空航天局（NASA）通过太阳和太阳层天文台（SOHO）的迈克尔逊多普勒成像仪（MDI）在40天内收集的数据生成了太阳声影。对该数据的处理如下：

　　从MDI（迈克尔逊多普勒成像仪）获得的多普勒速度数据是在太阳太阳圆盘上平均的。
　　进行了处理，以消除航天器的运动效果和杂散噪声。

　　然后使用滤波器选择没有干扰的声波。

　　最后，对数据进行插值，以覆盖所有遗漏的点。

　　然后将数据缩放以适合可听频率范围。

　　这只是科学家研究小行星空间声音的方法的一种初步方法。世界上还有一些其他传感器可以测量彗星经过航天器时产生的尘埃的电活动！

　　“Giant Leaps”是美国国家航空航天局（NASA）创作的一种旋律，描述了与月球有关的科学活动。音乐中的每种声音都因我们获取的数据而存在。

　　哦，空间波与您通常在电影中听到的声音相去甚远。不要指望这些空间波悦耳和柔和，太空波更像是警笛声和口哨声！

　　空间声音有多有用？

　　数十种空间声音已经经历了“声音化”过程。人类听觉系统在可以识别模式的意义上是独特的，因此我们可以识别某种音调是否重复。科学家已使用此功能来隔离和识别数据。

　　如果您查看并解密了一个数据集，那么您可以听见它会更有意义，而不是分析峰值或图表的屏幕。这就是为什么“声音化”成为分析空间事件的首选方法的原因。

　　密歇根大学太阳与太阳层研究小组的电离专家罗伯特·亚历山大（Robert Alexander）在研究太阳数据时，听到了嗡嗡声，其频率与太阳的旋转周期相对应。这种声音暗示它可能是周期性的。这有助于他推断出有周期性的太阳风风速会同时影响地球。

　　这只是一个例子。“声音化”还显示出木星闪电的存在。它帮助探索了当行星的磁场阻碍太阳风时形成的冲击波，等等！

　　科学家通过应用数字技术将这些声音转换为音乐。

　　这种超音波的做法已被用于欧洲南方天文台（ESO）研究员克里斯·哈里森（Chris Harrison）和朴次茅斯大学视力受损的天文学家尼古拉斯·波纳（Nicolas Bonne）博士之间的创新合作。博讷（Bonne）博士创作了一部音乐剧，其中他给星星和黑洞赋予了可触摸的形式。他和他的团队通过将音频音量与星星的亮度，色调与星星的颜色等相关联来重新构想星星。

　　考虑到天文学在很大程度上与视觉和观察有关，该节目试图向可能受到视觉障碍的观众打开美妙的宇宙世界的尝试。这里使用的超声数据可能不是空间波的表示，这证明了超声在科学领域和其他领域具有深远的影响。”他补充说：“我们希望通过这项研究，使人们了解超声的作用机制，并为未来的发展奠定基础。”

（编辑：源码网）

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