A gyerekek által a tudományról feltett kérdésekre nem mindig könnyű válaszolni. Néha kis agyuk nagy helyekhez vezethet, amelyeket a felnőttek elfelejtenek felfedezni. Ezt szem előtt tartva indítottuk el a Tudományos kérdés egy kisgyermek elnevezésű sorozatot, amely a gyerekek kíváncsiságát használja kiugrási pontként azoknak a tudományos csodáknak a kivizsgálására, amelyekről a felnőttek eszébe sem jut kérdezni. A válaszok Felnőtteknek szólnak, de nem lennének lehetségesek azon csoda nélkül, amelyet csak egy gyermek hozhat. Szeretném, ha a kisgyermekek az életében részesei lennének! Küldje el nekem tudományos kérdéseiket, és ők szolgálhatnak inspirációként egy rovat számára. És most, kisgyermekünk …

K: Szeretném hallani, mi a leghangosabb dolog a világon! – Kara Jo, 5 éves

Nem. Nem, tényleg nem. Látja, van egy olyan dolog a hangzásról, amelyet még mi, felnőttek is hajlamosak elfelejteni – ez nem valami csillogó szivárvány lebeg, amely nem kapcsolódik a fizikai világhoz. A hang mechanikus. A hang egy tolás – csak egy kicsi, egy koppintás a füldobjának szorosan kifeszített membránján. Minél erősebb a hang, annál nagyobb a kopogás. Ha egy hang elég hangos, akkor lyukat hasíthat a füldobjába. Ha egy hang elég hangos, az úgy tud beléd szántani, mint egy linebacker, és laposan a fenekedre döfhet. Amikor a bomba lökéshulláma szintet emel egy házra, az téglákat és üvegtörést hallatszik. A hang megölhet.

Fontolja meg ezt a történelemdarabot: 1883. augusztus 27-én reggel az ausztráliai Alice Springs mellett egy juhtenyésztő állattenyésztők olyan hangot hallottak, mint két lövés puska. Abban a pillanatban az indonéz vulkanikus Krakatoa-sziget 2233 mérföldnyire fújta magát. A tudósok szerint ez valószínűleg a leghangosabb hang, amelyet az emberek valaha pontosan mértek. Nem csak arról van szó, hogy az emberek több ezer mérföldnyire hallják a Krakatoa hangját, hanem fizikai bizonyítékok is vannak arra vonatkozóan, hogy a vulkán robbanásának hangja többször is végigjárta a földkerekséget.

Mostanában senki sem hallott Krakatoa Angliában vagy Torontóban. Szentpéterváron nem volt hallható “bumm”. Ehelyett azok, amelyeket ezek a helyek rögzítettek, a légköri nyomás csúcsai voltak – maga a levegő megfeszült, majd egy sóhajjal felszabadult, amikor a Krakatoa hanghullámai áthaladtak. két fontos lecke a bent lévő hangról: Az egyik: nem kell látnod a világ leghangosabb dolgát ahhoz, hogy hallhasd. Másodszor, az, hogy nem hallasz hangot, még nem jelenti azt, hogy nem A hang erőteljes és átható, és folyamatosan körülvesz minket, függetlenül attól, hogy tudunk róla, vagy sem.

Általánosságban elmondható, hogy a világunk sokkal zsúfoltabb, mint azt gondoljuk, hogy ez. Mindannyian úgy élünk, mintha Maria von Trapp lennénk, karjainkat üres mezőben lengetnénk. A valóságban inkább olyanok vagyunk, mint 17 órakor a metrón közlekedők – a molekulák minden irányba szegélyezik. amelyek alkotják a körülöttünk lévő levegőt. Csattanjon ujjaival, és a részecskéket közvetlenül maga mellett lökje. Amíg ingadoznak, ütköznek a mellettük lévő részecskékkel, amelyek n, bökd meg a részecskéket maguk mellett.

Ezeket a hullámokat mérik a világ barométerei a Krakatoa-kitörés nyomán. Ismét gondoljon arra, hogy zsúfolt vonatkocsin ül. Ha csípőn ellenőriznéd a melletted álló embert – amit nem ajánlok -, akkor megfeszül és elrugaszkodik tőled. Ennek során valószínűleg beleütköznének a következő emberbe, aki megfeszül és elillan tőlük. (Vannak szavak is cserélve, de ez sem gondolatkísérletünk szempontjából nem cseppet sem gyermekbarát.) Eközben azonban ez az eredeti ember, akivel összeütközött, most ellazult. A minta áthalad a tömegen – dudor-feszült-kígyóz-sóhajt, dudor-feszül-csóvál-sóhajt.

Így néz ki egy hanghullám. Ezért sem hallhat hangokat az űrben. Vákuumban lenni olyan, mint egy üres metrókocsiban – nincs molekuláris közeg ahhoz, hogy a mozgás, a feszültség és a felszabadulás mintázata áthaladjon. Hasonlóképpen, a víz vízben kicsit másképp halad, mint a levegőben, mert a vízben lévő molekulák szorosabban vannak csomagolva – egy tokiói metrókocsi a New York-iéhoz képest.

Például a Föld leghangosabb állata valójában az óceánban élhet. A spermabálnák echolocation segítségével navigálnak, hasonlóan a denevérek által használthoz – kattogó hangot adnak ki, és kitalálhatják, mi van körülötte, ahogy a hanghullám lepattan az objektumokról és visszatér hozzájuk. A kazettásbálna kattintása 200 decibel, ez az egység a hang intenzitásának mérésére szolgál – mondta Jennifer Miksis-Olds, a Penn State-i akusztika docense. Ahhoz, hogy megértsük a méretarányt, a NASA valaha készített leghangosabb hangja a Saturn V rakéta első állomása volt, amely 204 decibellel ütközött.

De a bálna nem igazán olyan hangos, mint a rakéta, mondta nekem. Mivel a víz sűrűbb, mint a levegő, a vízben lévő hangot más decibel skálán mérik.A levegőben a kazettásbálna továbbra is rendkívül hangos, de lényegesen kevésbé – 174 decibel. Ez nagyjából megegyezik a legközelebbi barométeren mért decibelszintekkel, 100 mérföldre a Krakatoa kitöréstől, és elég hangos ahhoz, hogy az emberek füldobját felszakítsa. Elég azt mondani, hogy valószínűleg nem akar sok időt tölteni a spermiumbálnákkal való úszással.

Mivel a hang a láthatatlan tárgyak mozgásáról szól, az is lehetséges, hogy ez a mozgás megtörténjen, és hogy ne hallja meg. Ez azért van, mert a molekuláknak éppen akkor kell ingatniuk, amikor a dobhártyánkba ütköznek. Ha a mozgás túl lassan vagy túl gyorsan megy keresztül a molekulák tömegén, testünk nem tudja átadni ezt a mozgást az agyunk által megértett jelekre. Ezt hívják frekvenciának, és hertzben mérik. Az emberek elég széles tartományt hallhatnak – 64 hertz és 23 000 hertz között.

De a hertz és a decibel független egymástól. Egy hang rendkívül hangos lehet, és még mindig olyan frekvenciájú lehet, amelyet nem hallunk. Ez az, ami Krakatoa kitörése után Angliába és azon túl is eljutott: az emberek számára hallhatatlan hanghullámok. Mivel a rendkívül alacsony frekvenciájú hanghullámok sokkal, de sokkal messzebbre tudnak haladni, mint a magasabb frekvenciák, kifejezetten alacsony frekvenciájú hangok képesek ilyen jellegű epikus utazásokra. A tudósok ezt infrahangnak hívják, és nagyon sok okból hallgatnak rá. Az Átfogó Nukleáris Kísérleti Tiltási Egyezmény Szervezetének 60 megfigyelő állomása van 35 országban, és infrahang segítségével észleli az illegális nukleáris robbantásokat. Az egyetemekből és kormányzati szervekből álló konzorcium által kezelt USArray az észak-amerikai kontinensen infravörös hangokat méri a szeizmológia megismerésének egyik módjaként. Mindkét hálózat mikrobarométereket és alacsony frekvenciájú mikrofonokat használ, hasonlóan követve a modern infrahangokat, ahogyan a tudósok egykor a Krakatoa infrahangját is követték.

És sok-sok hangot lehet követni – mondta Michael Hedlin. Feleségével, Catherine de Groot-Hedlinnel a Scripps Institution of Oceanography’s Atmospheric Acoustics Laboratory-t vezeti és infrahang-adatokat vizsgál. Hedlin feldolgozhatja ezeket az adatokat – lényegében csak felgyorsítja -, hogy az emberi fül számára hallhatóvá váljon. A szellem hangjai testté váltak.

Hedlin érzékelői zivatarokat hallanak, amelyek több száz mérföldnyire haladnak. A szénbányászat hangjait hallják, ahogy az a következő államban történik. És akkor vannak az állandóbb hangok. Fúj a szél. Az óceán hullámai egymásnak csapkodnak. A hallhatatlan jelek több száz mérföldet, néha ezereket tesznek meg. Amikor felhívtam a szárazföldi Minneapolisból, Hedlin azt mondta nekem: “Valószínűleg elmerülsz az óceán hangjaiban, amelyeket nem hallasz.”

Milton Garces, a egyetértett a Hawaii Geofizikai és Planetológiai Intézet Infrahang-laboratóriuma. Különösen azt mondta nekem, hogy két hang zavarja a Nukleáris Tiltási Egyezmény hálózatát, mert annyira állandóak, annyira áthatóak és olyan hangosak. Először a mikrobaromák , amelyek a tengeren zajló viharok peremén fordulnak elő, amikor két, egymással ellentétes irányban haladó óceán hullám találkozik, egymást erősítve olyan hullámgá, amely nagyobb, mint egyikük sem volt. A másik csak a szél hangja – amely elérheti az infrahang decibel szintjét egyenértékű a motorkerékpáréval. “Fejlesztettük a hallási küszöbünket, hogy ne essünk dögösek” – mondta nekem Garces. “Ha hallásérzékelésünk lenne abban a sávban, nehéz lenne kommunikálni. Mindig ott van.”

A rendkívül hangos infrahangok még ezen védelem mellett is hatással lehetnek testünkre. A fenti infrahangoknak kitett emberek 110 decibellel változások tapasztalhatók vérnyomásukban és légzési arányukban. Szédülnek és nehézségeik vannak egyensúlyuk fenntartásával. 1965-ben egy légierő kísérlete kimutatta, hogy az emberek 15 másodpercig 151-153 decibel tartományba eső 90 másodpercig tartó infrahangnak vannak kitéve. mellkasuk mozog az irányításuk nélkül. Elég magas decibel mellett az infrahang légköri nyomásváltozása felfújhatja és leeresztheti a tüdőt, hatékonyan a mesterséges légzés eszközeként szolgálva.

És ezért, Kara Jo, ezért nem teszem lehetővé Ne akarj válaszolni a kérdésedre anélkül, hogy elmondanád a leghangosabb hangot, amelyet nem hallasz. Ez lenne a Cseljabinszk-meteor, amely 2013. február 15-én az égen robbant fel Oroszország déli részén, Európa és Ázsia határának közelében. Tes A t-Ban Treaty szenzorok több mint 9000 mérföldre vették fel az infrahangot a forrástól, és a hanghullámok körbejárták a világot. A legközelebbi érzékelő 435 mérföldnyire volt, mondta Garces, és még ebben a távolságban is elérte az infrahang decibel szintjét a 90. Kiderült, hogy a dolgoknak nem kell mondaniuk, hogy “bumm”, hogy bumm legyen.