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太空中总有些奇异的声音

2018-01-25○杨

高中生之友(中旬刊) 2018年5期
关键词:哨声电波声波

○杨 睿

我们知道,声波只有通过介质才能传播。但是在宇宙中存在大量的星体,它们也是物质,却为何不能传播声音呢?原因在于宇宙实在是太大了,还因为星际空间中并没有任何物质,所以声音不能传播。然而有趣的是,无线电波(电磁波)却可以在宇宙空间的真空中传播。

太空中并不“空”,也不像我们以为的那样“万籁俱寂”。虽然严格来讲,太空是真空的,但太空中仍然包含着被磁场和电场控制的高能粒子。这些粒子和地球上的东西不同。在被磁场包围的区域内,如地球周围的太空环境中,粒子被各种运动的电磁波(等离子体波)抛来甩去,永不停歇。这些等离子体波就像咆哮奔腾的海浪一样,创造出一种富有节奏的音乐。如借助合适的工具,我们就可以听到太空的声音。

像海浪横过海洋一样,太空中的干扰也会掀起汹涌的电波。波动的电场和磁场穿过离子块和等离子体中的电子,让其中一些粒子加速产生电波。这种相互作用控制了高能粒子在近地环境中的增减,使其维持平衡。

有一种等离子体波一直存在近地环境中,它会发出哨声模波。穿过的等离子体不同,电波产生的声音也不同。比如,紧紧围绕着地球的区域被称为等离子层,这里的冷等离子体相对比较密集。这一区域内的电波听起来就和区域外的电波完全不同。虽然不同的哨声模波产生的声音不同,但它们都以相同的方式移动,具有相同的电磁性质。

光线照射到地面,放电也可以触发哨声模波。一部分电波逃离大气层,像碰碰车一样沿着地球南北极之间的磁场线碰撞。闪电产生一系列不同频率的波,频率越高速度越快,因此电波产生的声音音调也会越来越低。“哨声模波”的名字就由此而来。

在等离子层之外,等离子体更加脆弱,温度也相对更高一点。这里的哨声模波更像是一种音调渐高的唧唧声,就像一群鸟在叽叽喳喳地叫。这种电波被称为合声波。电子被推向地球暗面时会产生合声波。这些低能电子撞击等离子体时,会与等离子体中的粒子相互作用,传递能量,产生独特的升调。

在等离子层中传播的哨声模波被称为等离子层嘶声。有科学家认为,嘶声也是由闪电引起的;但另有科学家认为,这可能是由等离子层内泄漏的合声波引起的。合声波和嘶声都是近地环境中的音调“升记号”。

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