Las preguntas que hacen los niños sobre ciencia no siempre son fáciles de responder. A veces, sus pequeños cerebros pueden conducir a grandes lugares que los adultos se olvidan de explorar. Con eso en mente, comenzamos una serie llamada Pregunta científica de un niño pequeño, que utilizará la curiosidad de los niños como punto de partida para investigar las maravillas científicas que los adultos ni siquiera piensan en preguntar. Las respuestas son para adultos, pero no serían posibles sin la maravilla que solo un niño puede traer. ¡Quiero que los niños pequeños de tu vida sean parte de ella! Envíeme sus preguntas científicas y pueden servir de inspiración para una columna. Y ahora, nuestro niño pequeño …

P: ¡Quiero escuchar cuál es la cosa más ruidosa del mundo! – Kara Jo, 5 años

No. No, realmente no es así. Mira, hay una cosa sobre el sonido que incluso los adultos tendemos a olvidar: no es un arco iris brillante flotando sin conexión con el mundo físico. El sonido es mecánico. Un sonido es un empujón, solo un pequeño, un toque en la membrana apretada del tímpano. Cuanto más fuerte sea el sonido, más fuerte será el golpe. Si un sonido es lo suficientemente fuerte, puede hacer un agujero en el tímpano. Si un sonido es lo suficientemente fuerte, puede golpearlo como un apoyador y golpearlo de bruces. Cuando la onda de choque de una bomba arrasa una casa, se trata de un sonido que rompe ladrillos y astilla vidrios. El sonido puede matarlo.

Considere este fragmento de la historia: en la mañana del 27 de agosto de 1883, los ganaderos de un campamento de ovejas en las afueras de Alice Springs, Australia, escucharon un sonido como dos disparos de un rifle. En ese mismo momento, la isla volcánica indonesia de Krakatoa estaba volando en pedazos a 2.233 millas de distancia. Los científicos creen que este es probablemente el sonido más fuerte que los humanos hayan medido con precisión. No solo hay registros de personas que escuchan el sonido del Krakatoa a miles de kilómetros de distancia, también hay evidencia física de que el sonido de la explosión del volcán viajó por todo el mundo varias veces.

Ahora, nadie escuchó Krakatoa en Inglaterra o Toronto. No hubo un «boom» audible en San Petersburgo. En cambio, lo que esos lugares registraron fueron picos de presión atmosférica: el mismo aire se tensó y luego se soltó con un suspiro, mientras las ondas de sonido del Krakatoa pasaban. Hay Hay dos lecciones importantes sobre el sonido: una, no es necesario poder ver la cosa más ruidosa del mundo para escucharla. En segundo lugar, el hecho de que no pueda escuchar un sonido no significa que no sea El sonido es poderoso y omnipresente y nos rodea todo el tiempo, seamos conscientes de él o no.

En general, nuestro mundo está mucho más concurrido que creemos que lo es. Todos vivimos la vida como si fuéramos Maria von Trapp, balanceando nuestros brazos en un campo vacío. En realidad, somos más como viajeros en el metro a las 5 pm, rodeados en todas direcciones por las moléculas que forman el aire que nos rodea. Chasquea los dedos y empuja las partículas junto a ti. A medida que se mueven, chocan con las partículas que están junto a ellas, que, a su vez, n, empuje las partículas junto a ellas.

Estos movimientos son lo que medían los barómetros del mundo a raíz de la erupción del Krakatoa. Nuevamente, piense en estar en un vagón de tren lleno de gente. Si revisara la cadera de la persona que está a su lado, lo cual no recomiendo, se tensaría y se alejaría de usted. En el proceso, probablemente se toparían con la siguiente persona, que se tensaría y se alejaría de ellos. (También se intercambiarían palabras, pero eso no es pertinente para nuestro experimento mental ni es amigable para los niños). Mientras tanto, sin embargo, esa persona original con la que te topaste ahora se ha relajado. El patrón viaja a través de la multitud: golpe-tenso-meneo-suspiro, golpe-tenso-meneo-suspiro.

Así es como se ve una onda de sonido. También es la razón por la que no puedes escuchar sonidos en el espacio. Estar en el vacío es como estar en un vagón de metro vacío: no hay un medio molecular para que viaje el patrón de movimiento, tensión y liberación. Del mismo modo, el sonido viaja un poco diferente en el agua que en el aire, porque las moléculas en el agua están más compactas: un vagón del metro de Tokio en comparación con uno en Nueva York.

Por ejemplo, el animal más ruidoso de la Tierra podría, de hecho, vivir en el océano. Los cachalotes usan la ecolocalización para navegar, similar a lo que usan los murciélagos: hacen un sonido de clic y pueden descubrir qué hay alrededor por la forma en que la onda de sonido rebota en los objetos y regresa a ellos. El clic de un cachalote es de 200 decibeles, la unidad que se utiliza para medir la intensidad de un sonido, dijo Jennifer Miksis-Olds, profesora asociada de acústica en Penn State. Para darte una idea de la escala, el sonido más fuerte que jamás haya grabado la NASA fue la primera etapa del cohete Saturno V, que registró 204 decibeles.

Pero la ballena no es tan fuerte como el cohete, me dijo. Debido a que el agua es más densa que el aire, el sonido en el agua se mide en una escala de decibelios diferente.En el aire, el cachalote aún sería extremadamente ruidoso, pero significativamente menos: 174 decibeles. Eso es aproximadamente equivalente a los niveles de decibelios medidos en el barómetro más cercano, a 100 millas de la erupción del Krakatoa, y es lo suficientemente fuerte como para romper los tímpanos de las personas. Basta decir que probablemente no quieras pasar mucho tiempo nadando con los cachalotes.

Dado que el sonido se trata del movimiento de objetos invisibles, también es posible que suceda ese movimiento y que usted no lo escuche. Eso se debe a que las moléculas tienen que moverse a la perfección cuando golpean nuestro tímpano. Si el movimiento atraviesa la multitud de moléculas demasiado lento o demasiado rápido, nuestro cuerpo no puede transferir ese movimiento a señales que nuestro cerebro comprenda. Esto se llama frecuencia y se mide en hercios. Los seres humanos pueden oír un rango bastante amplio: de 64 hercios a 23.000 hercios.1

Pero los hercios y los decibeles son independientes entre sí. Un sonido puede ser extremadamente fuerte y aun así tener una frecuencia que no podemos escuchar. Eso es lo que viajó hasta Inglaterra y más allá después de la erupción del Krakatoa: ondas sonoras que eran inaudibles para los humanos. Debido a que las ondas sonoras de frecuencia extremadamente baja pueden viajar mucho, mucho más lejos que las frecuencias más altas, son específicamente los sonidos de baja frecuencia los que pueden realizar este tipo de viajes épicos. Los científicos llaman a esto infrasonido y lo están escuchando por una gran cantidad de razones. La Organización del Tratado de Prohibición Completa de los Ensayos Nucleares tiene 60 estaciones de monitoreo en 35 países y utiliza infrasonidos para detectar detonaciones nucleares ilegales. USArray, que es administrado por un consorcio de universidades y agencias gubernamentales, mide el infrasonido en todo el continente norteamericano como una forma de aprender sobre sismología. Ambas redes usan microbarómetros y micrófonos de baja frecuencia, rastreando el infrasonido moderno de manera similar a la forma en que los científicos rastrearon el infrasonido desde Krakatoa.

Y hay muchos, muchos sonidos para rastrear, dijo Michael Hedlin. Él y su esposa, Catherine de Groot-Hedlin, dirigen el Laboratorio de Acústica Atmosférica del Instituto Scripps de Oceanografía y estudian datos de infrasonidos. Hedlin puede procesar esos datos, esencialmente acelerándolos, para que sean audibles para los oídos humanos. Sonidos de fantasmas hechos carne.

Los sensores de Hedlin escuchan tormentas eléctricas a cientos de kilómetros de distancia. Escuchan los sonidos de la minería del carbón como sucede en el próximo estado. Y luego están los sonidos más constantes. El viento sopla. Las olas en el océano se golpean entre sí. Las señales inaudibles viajan cientos de millas, a veces miles. Cuando lo llamé desde Minneapolis, sin salida al mar, Hedlin me dijo: «Probablemente estás inmerso en sonidos del océano que no puedes oír».

Milton Garcés, director de el Laboratorio de Infrasonidos del Instituto de Geofísica y Planetología de Hawai, estuvo de acuerdo. En particular, me dijo que dos sonidos interfieren con la red del Tratado de Prohibición de Pruebas Nucleares, porque son tan constantes, tan penetrantes y tan ruidosos. Primero, los microbaroms , que ocurren en los bordes de las tormentas en el mar, cuando dos olas del océano que viajan en direcciones opuestas se encuentran, amplificándose entre sí en una ola que es más grande de lo que era sola. La otra es solo el sonido del viento, que puede alcanzar niveles de decibelios infrasónicos equivalentes a los de una motocicleta. «Desarrollamos nuestro umbral de audición para no volvernos locos», me dijo Garcés. «Si tuviéramos una percepción auditiva en esa banda, sería difícil comunicarnos. Siempre está ahí».

Incluso con esa protección, los infrasonidos extremadamente fuertes pueden tener un impacto en nuestros cuerpos. Los seres humanos expuestos a los infrasonidos de arriba 110 decibeles experimentan cambios en su presión arterial y frecuencia respiratoria. Se marean y tienen problemas para mantener el equilibrio. En 1965, un experimento de la Fuerza Aérea descubrió que los humanos expuestos a infrasonidos en el rango de 151-153 decibeles durante 90 segundos comenzaron a sentir su cofres moviéndose sin su control. A un decibelio suficientemente alto, los cambios de presión atmosférica del infrasonido pueden inflar y desinflar los pulmones, sirviendo efectivamente como un medio de respiración artificial.

Y eso, Kara Jo, es por qué no No quiero responder a su pregunta sin contarle también sobre el sonido más fuerte que no puede escuchar. Ese sería el meteoro de Chelyabinsk, que explotó en el cielo sobre el sur de Rusia, cerca de la frontera entre Europa y Asia, el 15 de febrero de 2013. Tes Los sensores del Tratado de t-Ban captaron el infrasonido a más de 14.000 kilómetros de la fuente y las ondas sonoras dieron la vuelta al mundo. El sensor más cercano estaba a 435 millas de distancia, me dijo Garcés, e incluso a esa distancia el nivel de decibelios del infrasonido llegó a 90. Resulta que las cosas no tienen que decir «boom» para hacer boom.