De spørgsmål, børnene stiller om videnskab, er ikke altid lette at besvare. Nogle gange kan deres små hjerner føre til store steder, som voksne glemmer at udforske. Med det i tankerne har vi startet en serie kaldet Science Question From a Toddler, som vil bruge børnenes nysgerrighed som et afspringspunkt for at undersøge de videnskabelige vidundere, som voksne ikke engang tænker at spørge om. Svarene er for voksne, men de ville ikke være mulige uden det vidunder, som kun et barn kan bringe. Jeg vil have, at småbørn i dit liv skal være en del af det! Send mig deres videnskabelige spørgsmål, og de kan tjene som inspiration til en kolonne. Og nu, vores lille barn …

Sp .: Jeg vil gerne høre, hvad den højeste ting i verden er! – Kara Jo, 5 år gammel

Nej Nej, det gør du virkelig ikke. Se, der er denne ting ved lyd, som selv vi voksne har en tendens til at glemme – det er ikke en glitterregnbue, der flyder rundt uden forbindelse til den fysiske verden. Lyd er mekanisk. En lyd er en skub – bare en lille, et tryk på den stramt strakte membran på din trommehinde. Jo højere lyden er, desto tungere er banken. Hvis en lyd er høj nok, kan den rive et hul i din trommehinde. Hvis en lyd er høj nok, kan den pløje ind i dig som en linebacker og banke dig fladt på din røv. Når stødbølgen fra en bombe nivellerer et hus, lyder det lyd, der splitter mursten og splintret glas. Lyd kan dræbe dig.

Overvej dette stykke historie: Om morgenen den 27. august 1883 hørte ranchere i en fårelejr uden for Alice Springs, Australien, en lyd som to skud fra en riffel. I det øjeblik blæste den indonesiske vulkanske ø Krakatoa sig selv til bit 2.233 miles væk. Forskere mener, at dette sandsynligvis er den højeste lyd, som mennesker nogensinde har målt nøjagtigt. Der er ikke kun registreringer af mennesker, der hører lyden af Krakatoa tusinder af miles væk, der er også fysiske beviser for, at lyden af vulkanens eksplosion rejste hele vejen rundt om kloden flere gange.

Nu har ingen hørt Krakatoa i England eller Toronto. Der var ikke et “boom”, der kunne høres i Skt. Petersborg. I stedet for, hvad de steder, der blev registreret, var pigge i atmosfærisk tryk – selve luften spændte op og frigøres derefter med et suk, da lydbølgerne fra Krakatoa passerede igennem. Der er to vigtige lektioner om lyd derinde: Den ene, du behøver ikke være i stand til at se den højeste ting i verden for at høre den. For det andet, bare fordi du ikke kan høre en lyd, betyder det ikke, at den ikke er ‘ der er lyden kraftig og gennemgribende, og den omgiver os hele tiden, uanset om vi er opmærksomme på det eller ej.

Generelt er vores verden meget mere overfyldt end vi tror, det er. Vi lever alle sammen, som om vi er Maria von Trapp, og svinger vores arme rundt i et tomt felt. I virkeligheden er vi mere som pendlere i metroen kl. 17 – fældet ind i alle retninger af molekylerne der udgør luften omkring os. Knip fingrene, og du støtter partiklerne lige ved siden af dig. Når de vrikker, støder de ind i partiklerne ved siden af dem, som i tur n, skub partiklerne ved siden af dem.

Disse vrikninger er, hvad verdens barometre målte i kølvandet på Krakatoa-udbruddet. Igen, tænk på at være på en overfyldt togvogn. Hvis du hip-tjekker den person, der står ved siden af dig – hvilket jeg ikke anbefaler – ville de stramme sig og løbe væk fra dig. I processen ville de sandsynligvis støde på den næste person, der ville spændes op og shimmy væk fra dem. (Der ville også være ord, der blev udvekslet, men det er hverken tysk for vores tankeeksperiment eller børnevenligt.) I mellemtiden er den oprindelige person, du stødte på, dog afslappet. Mønsteret bevæger sig gennem mængden – bump-tense-wiggle-suk, bump-tense-wiggle-suk.

Sådan ser en lydbølge ud. Det er også derfor, du ikke kan høre lyde i rummet. At være i et vakuum er som at være i en tom metrobil – der er intet molekylært medium for mønsteret for bevægelse, spænding og frigivelse at rejse igennem. På samme måde bevæger lyden sig lidt anderledes i vand end i luften, fordi molekylerne i vand er tættere pakket – en metro fra Tokyo sammenlignet med en i New York.

For eksempel kan det højeste dyr på jorden faktisk bo i havet. Spermhvaler bruger ekkolokalisering til at navigere, svarende til hvad flagermus bruger – de laver en kliklyd og kan finde ud af, hvad der er rundt, ved den måde lydbølgen spretter på objekter og vender tilbage til dem. Klik på en sædhval er 200 decibel, den enhed, der bruges til at måle lydens intensitet, sagde Jennifer Miksis-Olds, lektor i akustik ved Penn State. For at give dig en fornemmelse af skalaen var den højeste lyd, som NASA nogensinde har optaget, den første fase af Saturn V-raketten, der klokket ind med 204 decibel.

Men hvalen er ikke rigtig så høj som den raket, fortalte hun mig. Fordi vand er tættere end luft, måles lyd i vand på en anden decibel skala.I luften ville sædhvalen stadig være ekstremt høj, men betydeligt mindre – 174 decibel. Det svarer stort set til decibelniveauer målt ved det nærmeste barometer, 100 miles væk fra Krakatoa-udbruddet, og er højt nok til at sprænge folks øre-tromler. Det er tilstrækkeligt at sige, at du sandsynligvis ikke vil bruge meget tid på at svømme med sædhvalerne.

Fordi lyd handler om bevægelse af usynlige objekter, det er også muligt for denne bevægelse at ske, og for at du ikke hører den. Det er fordi molekylerne er nødt til at vrikke lige lige, når de rammer vores trommehinde. Hvis bevægelsen går gennem mængden af molekyler for langsomt eller for hurtigt, kan vores krop ikke overføre den bevægelse til signaler, vores hjerner forstår. Dette kaldes frekvens, og det måles i hertz. Mennesker kan høre et ret bredt interval – 64 hertz til 23.000 hertz.1

Men hertz og decibel er uafhængige af hinanden. En lyd kan være ekstremt høj og stadig være med en frekvens, som vi ikke kan høre. Det er det, der rejste hele vejen til England og videre, efter at Krakatoa brød ud: lydbølger, der var uhørlige for mennesker. Fordi ekstremt lavfrekvente lydbølger kan rejse meget, meget længere end højere frekvenser, er det specifikt lavfrekvente lyde, der kan foretage denne slags episke rejser. Forskere kalder dette infralyd, og de lytter efter det af en lang række årsager. Den omfattende traktatorganisation med nukleart testforbud har 60 overvågningsstationer i 35 lande og bruger infralyd til at spotte ulovlige nukleare detonationer. USArray, der forvaltes af et konsortium af universiteter og offentlige organer, måler infralyd over det nordamerikanske kontinent som en måde at lære om seismologi på. Begge disse netværk bruger mikrobarometre og lavfrekvente mikrofoner, der sporer moderne infralyd på samme måde som forskere engang spores infralyd fra Krakatoa.

Og der er mange, mange lyde at spore, sagde Michael Hedlin. Han og hans kone, Catherine de Groot-Hedlin, driver Scripps Institution of Oceanography’s Laboratory for Atmospheric Acoustics og studerer infralydsdata. Hedlin kan behandle disse data – i det væsentlige bare fremskynde dem – så de bliver hørbare for menneskelige ører. Spøgelseslyde blev kødet.

Hedlins sensorer hører tordenvejr, der ruller hundreder af miles væk. De hører lydene af kulminedrift, som det sker i den næste stat. Og så er der de mere konstante lyde. Vinden blæser. Bølger på havet smækker hinanden. De uhørlige signaler bevæger sig hundreder af miles, undertiden tusinder. Da jeg ringede til ham fra Minneapolis, der var fastlåst, fortalte Hedlin mig: “Du er sandsynligvis nedsænket i lyde fra havet, du ikke kan høre.”

Milton Garces, direktøren for Infrasound Laboratory ved Hawai’i Institute of Geophysics and Planetology, aftalt. Især fortalte han mig, at to lyde forstyrrer Nuclear Test-Ban-traktatens netværk, fordi de er så konstante, så gennemgribende og så høje. For det første er mikrobaromer , der sker på kanterne af storme til søs, når to havbølger, der bevæger sig i modsatte retninger, mødes og forstærker hinanden til en bølge, der er større end den ene eller den anden var alene. Den anden er bare lyden af vinden – som kan nå infralyd decibelniveauer svarende til motorcyklernes. ”Vi udviklede vores høretærskel, så vi ikke bliver nødt,” fortalte Garces mig. “Hvis vi havde høreopfattelse i det bånd, ville det være svært at kommunikere. Det er der altid.”

Selv med denne beskyttelse kan ekstremt høje infralyd stadig have indflydelse på vores kroppe. Mennesker udsat for infralyd ovenfor 110 decibel oplever ændringer i deres blodtryk og åndedrætsfrekvenser. De bliver svimmel og har problemer med at opretholde deres balance. I 1965 fandt et luftvåbenforsøg, at mennesker udsat for infralyd i området 151-153 decibel i 90 sekunder begyndte at føle deres kister, der bevæger sig uden deres kontrol. Ved en tilstrækkelig høj decibel kan ændringer i atmosfærisk tryk i infralyd puste op og tømme lungerne og effektivt fungere som et middel til kunstig åndedræt.

Og det, Kara Jo, er det, hvorfor jeg ikke Jeg vil ikke besvare dit spørgsmål uden også at fortælle dig om den højeste lyd, du ikke kan høre. Det ville være Chelyabinsk-meteoren, der eksploderede på himlen over det sydlige Rusland, nær grænsen mellem Europa og Asien, den 15. februar 2013. Tes t-Ban-traktatens sensorer afhentede infralydet mere end 9.000 miles fra kilden, og lydbølgerne cirklede hele kloden. Den nærmeste sensor var 435 miles væk, fortalte Garces mig, og selv i den afstand nåede infralyds decibelniveauet 90. Det viser sig, at ting ikke behøver at sige “boom” for at gå boom.