你听过流星的声音吗?

2017-06-09 19:24仉博简
大科技·科学之谜 2017年5期
关键词:滋滋煎蛋赫兹

仉博简

當一颗流星呼啸地穿过地球的上层大气时,对于我们来说,这是一场无声的表演。大多数的流星会在离地面100多千米的高空燃烧,即使流星产生的声音足够响,鉴于声速远慢于光速,声音也是在这种视觉奇观过后好几分钟才能抵达地面。

然而,多年来,许多的目击报告记载到,流星出现时有一种奇怪的“滋滋”声与之相伴,听起来就像有人在煎蛋。但流星那里产生的声音应该是在流星消失后许久才会传过来,所以这些报告常被当成是人的误判。

但在最近,来自美国桑迪亚国家实验室和捷克科学院的研究人员表示,他们发现了一种机制,可以解释与流星相伴的“滋滋”声。

闪烁的流星

他们说,这种“滋滋”的声音确实存在,但它们不是来自流星周围空气分子的振动,而是来自地面,不过这种声音与流星产生的光有关。

捷克科学院曾利用高速摄像机记录了超过100多颗流星火球产生的光。记录到的光变曲线显示,流星产生的光其实是一系列闪光——亮度会忽明忽暗的光——组合而成的。这是因为大多数流星变成火球时,燃烧是很不稳定的。而流星燃烧时的温度可以接近太阳表面温度,产生的闪光能量巨大,可以一路抵达地面。

地面上某些物体接收到周期性变化的光照时,它们温度的升降会引起体积的胀缩,扰动周围的空气分子,于是就产生了声波。声波的频率与闪光亮度变化的频率相同,如果处于人耳的听觉频率范围(20赫兹到2万赫兹),那么人就听到了声音。

上面所说的现象被称为光声效应,是美国发明家亚历山大·格拉汉姆·贝尔于1880年首先发现的。

听起来如煎蛋

研究人员还对他们的想法进行了测试。在消声室(一间能隔离外界所有声音的实验室)中,他们放置了一个LED灯和一个麦克风。研究人员让LED灯不停闪烁,并照射各种物品,包括木头、画作、毛毡和假发等,他们记录到了微弱的与目击报告相同的声音——“啪啪”的、“滋滋”的、“沙沙”的声音。当LED灯以1000赫兹的频率闪烁时,被照射的物体产生了一种大约25分贝的声音,这足以被人直接听见。所以说,这个测试证实了他们的想法:流星可以把能量从上层大气以电磁辐射的形式迅速传到地面,并加热地面上的物体,让它们发出煎蛋声。

他们还发现,能迅速吸收光但导热性很差的材料,产生的声音最响。这种材料包括深色衣服、头发、树叶和草等。他们的模型显示流星的亮度跟满月差不多或更亮时,就能在地面上产生光声效应,而且只要流星产生的闪光闪耀的频率处于人耳的听觉频率范围内,我们就有机会听到与流星相伴的“滋滋”声。

所以,如果你能够幸运地发现一颗流星,仔细听,它可能还在跟你说话。

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