声音,有大有小,有暗有明。大到震耳欲聋,吓得人心脏怦怦跳;小到难以察觉,比不上蚊虫嗡嗡叫;暗到深藏不露,在冰川裂缝之间作响;明到雷霆万钧,在恒星身上打着鼓点!
那些神秘莫测的声音究竟来自何处,又有怎样的妙用呢?
“声爆弹”是把双刃剑
F-18超级大黄蜂是全球最先进的几种战斗机之一,最高时速能飙到1915千米,把1225千米/时的声速远远甩在了后面!别看本领大,它的“嗓门”也大,因为在高速飞行中会产生层层的压力波,压力波以声速前进,当飞机加速穿越压力波(突破声障)时,会在撞击下产生震波,发出爆炸一般的巨大声响——声爆,并伴有极为罕见的“声爆云”!至于声爆的强度如何,则跟飞机的形状大小、飞行高度和天气密不可分。
声爆被利用起来威力惊人!曾几何时,以色列空军战机将这种“高空游戏”搬到巴勒斯坦居民的头顶上——低空冲破声障高速飞行,使震耳欲聋的“声爆”响彻大半个城区!当地居民表示,这如同大地震或者重磅炸弹落地,不光耳朵无法承受,有时甚至会流鼻血,躲在屋内也会颤抖不止!空袭结束后,居民们以为终于能松口气了,却惊恐地发现部分墙壁裂缝、窗户玻璃碎裂等由于巨大震动波而留下的“后遗症”。与此同时,那种心跳加速、头脑发懵的感觉,久久不能消逝。更可怕的是,当地医院里来了不少精神受创的孩子以及受惊吓而流产的妇女。居民们连续几夜惊恐失眠,神经衰弱。
当然,这种“声爆炸弹”完全能发挥正面作用,利用巨大声响带来的晕眩效果来对付极端组织,类似于升级版的“震爆弹”——一种非致命性武器,爆炸时发出巨大的声音和剧烈的闪光,来震慑歹徒,使其暂时失去反抗能力,以便执行营救、突袭等任务!
听,大虫来了
说完“天空超强音”,让我们换换胃口,听听来自地表的微弱呼唤……
不过,你就是再怎么竖起耳朵,也很难在养蚕时听清蚕宝宝吃桑叶的声音吧?而我们很难认为植物是个好听众,它们却偏偏能对声波做出反应——尤其是昆虫咀嚼的声音。
这不,美国密苏里大学的科学家,就记录了在鼠耳芥附近大声咀嚼食物的毛毛虫周围环境内的声波(在植物世界,鼠耳芥经常被当作实验对象,类似于动物界的小白鼠)。结果发现,凡是接触到咀嚼声的植物,会比没有接触到那种声音的植物产生更多的抗昆虫化学物质,用以御敌自保!看来为了生存,植物们也是蛮拼的,它们时刻绷紧神经聆听着周围的动静,就像草食动物对豺狼虎豹的警惕一样。
冰川裂声有秘密
你看过《海平面上升66米后的世界地图》吗?如果噩梦成真,全球无数美丽的海岛将成为“亚特兰蒂斯”,中国的东部沿海化作一片汪洋泽国,东南亚绵延数百千米的豆蔻山脉仅存一座“孤岛”,而印度的绝大部分港口销声匿迹……
冰川融化破裂看着很壮观,但毫无疑问会加速海平面的上升!而科学家一直没搞懂冰川的破裂机制,所以无法详细了解它们的“瘦身”状况。
现在,科学家学会了聆听冰破裂时的声音,以此为冰山“体检”——他们用水下浮标上的麦克风,记录挪威汉斯冰川周围环境中冰裂的噪声,将这些音频与冰川的延时拍摄照片(体现冰川各阶段变化)一一对应,发现水下冰块裂开后会发出轻微的砰声,这是冰山“病发”的初期;裂缝中浮出气泡的声音大小和连续性,预示“病情”的发展状况;“咔嚓”的破裂声,说明裂缝蔓延到了冰川的粗糙表面,情况恶化;冰块大量落入海水中,会有飞溅起液体的连贯声音,就该下“病危通知书”了……这些声音模式,能帮助科学家知道不同地区的冰川正以什么样的速度融化,从而更准确地预估气候和海平面的未来变化。
恒星年龄问声波
远离了冰川海洋,我们再去浩瀚的星河中,听听恒星身上发出的“鼓点”!
以往,确定恒星年龄是令天文学家比较头疼的事,了解恒星形成于哪个分子云,是他们判断的一种依据。这就像只知道你在上小学,就判断你的具体年龄一样。比利时鲁汶大学的最新研究显示,通过测量恒星释放的声波振动,可以更准确地判断其年龄大小。
科学家可以观察恒星亮度的微弱变化,来感受其声波振动频率(恒星内部的声波主要来自振动和辐射压力,而声波具有反射等特点),推测这颗恒星多大了——研究者康斯坦策和同事研究了年龄低于1000万年、大小为太阳质量1~4倍的34颗恒星的振动,数据显示,最年轻的恒星振动得较慢,而接近成年期的恒星振动得较快——但不能仅仅以此判断,哪颗恒星老了,哪颗恒星还有漫长的“星路”要走,因为研究还表明,恒星质量对它的“星途”发展很有影响:质量小的恒星进化得慢;质量大的恒星成长得快,衰老得也快。
尽管早就有物理学家设想,“老少”恒星的振动有所不同,康斯坦策首次利用外太空的具体数据证实了这些猜测。现在,他能利用模型进一步细分年轻恒星的年龄阶段——究竟是一年级、二年级还是五年级。这为研究宇宙的进化提供了很有价值的信息!
除此之外,婉转悠扬的音乐,划过黑板的刀片,冲上云霄的火箭,密林深处的狮吼……万千奇妙的声音,各自有独特的原理,却都为这个精彩的世界伴奏。