¿El sonido viaja por el espacio?

• Abril 19, 2024

Las batallas espaciales en las películas son asuntos ruidosos con explosiones y explosiones que golpean las naves. ¿Pero el sonido realmente viajaría por el espacio? La respuesta simple es no. Sin embargo, hay más que eso.

¿Qué es el sonido?
El sonido es un tipo de energía. Se produce cuando algo vibra. Lo que produce la vibración, como su voz, es el fuente del sonido El sonido se aleja de la fuente a través del aire o algún otro material.

Las moléculas de aire circulan a gran velocidad, por lo que, en general, se distribuyen de manera bastante uniforme. Pero, ¿y si decides tocar la guitarra? Las cuerdas vibran. Cuando una cuerda se mueve hacia afuera, empuja las moléculas de aire cercanas juntas. Esto crea un área donde las moléculas son más densas. Cuando la cuerda retrocede, deja un área con menos partículas, por lo que es menos densa.

La vibración se extiende hacia afuera porque las áreas de alta y baja densidad alterna cambian la densidad de las moléculas a su lado y así sucesivamente. Aquí se muestra la forma en que cambia la densidad a medida que viaja la onda de sonido. Las diferentes densidades causan pequeños cambios en la presión del aire y nuestros oídos son sensibles a ellas. Nuestros cerebros los interpretan como sonidos.

La frecuencia de un sonido nos dice con qué frecuencia llegan las ondas. Cuanto más baja es la frecuencia, más bajo es el tono. El sonido más bajo que detecta el oído humano es de veinte ondas por segundo.

Batallas espaciales: ¿ruidosas o silenciosas?
Como el sonido necesita partículas para transportar la vibración, no puede viajar a través del vacío. Esta demostración muestra lo que le sucede al timbre de una campana en un frasco cuando se bombea el aire. A medida que sale el aire, el sonido se vuelve más débil. No pueden expulsar todo el aire, por lo que puedes escuchar un sonido débil que se vuelve más fuerte a medida que dejan entrar el aire.

Si estuviéramos viendo una batalla espacial, no oiríamos una explosión cuando un barco fuera alcanzado, ¡a menos que estuviéramos en él! En ese caso, el sonido podría atravesar el casco y el aire del interior lo llevaría más lejos.

Astronautas
Como la Luna no tiene atmósfera, los astronautas en la superficie se comunican por radio. Las ondas de radio son radiaciones electromagnéticas como la luz, por lo que no necesitan partículas para transportarlas. Si dos astronautas estuvieran cerca el uno del otro, podrían hablar directamente tocando los cascos para transferir el sonido. Los buzos submarinos en cascos hacen esto.

Sol ruidoso
La vibración es sonido y el Sol está vibrando todo el tiempo. Estas vibraciones se crean por convección justo debajo de la superficie del sol. La convección es la forma en que el calor viaja en un fluido (líquido o gas). El material más caliente y menos denso se eleva, y el material más frío y más denso se hunde. La convección es cómo hierve el agua en la estufa. Ves grandes burbujas levantarse y romperse cuando golpean la superficie, y el agua se agita mucho.

Algo similar sucede en el Sol, pero no podemos escucharlo. Las ondas de sonido no viajan a nosotros a través del espacio, y la frecuencia es demasiado baja para los oídos humanos. Sin embargo, los movimientos de entrada y salida de las vibraciones pueden ser detectados por un instrumento especial en la nave espacial SOHO (Observatorio Solar y Heliosférico).

¿Es el espacio un vacío?
Sabemos qué es el sonido, así que pensemos ahora en qué es un vacío. Un vacío perfecto no tendría partículas. No sabemos de ninguno de estos. Incluso el mejor vacío de laboratorio en la Tierra tiene unos cientos de partículas por centímetro cúbico. Eso puede parecer mucho, pero recuerda que estos son extremadamente Partículas pequeñas. Cada centímetro cúbico del aire que respira contiene alrededor de treinta quintillones de partículas. (¡Eso es un 3 seguido de 19 ceros!) Incluso en el espacio entre las estrellas hay alrededor de cinco partículas en cada centímetro cúbico, y hay más en las nebulosas.

El canto agujero negro
Hemos visto que las ondas acústicas (sonoras) del Sol no llegan muy lejos, pero la vibración misma se puede detectar visualmente. Sin embargo, en 2003, un equipo de astrónomos de Cambridge, Inglaterra, observó ondas de presión, esencialmente ondas de sonido, procedentes de un agujero negro en el Cúmulo de galaxias Perseus a unos 250 millones de años luz de distancia.

Un agujero negro no absorbe la materia como si alguien bebiera a través de una pajita. El gas y otros materiales lo orbitan en un disco de acreción y entran en espiral en el agujero negro. Debido a su fuerte gravedad, hay un fuerte calentamiento por fricción que libera energía como rayos X. El equipo de Cambridge estaba observando la región utilizando el Observatorio de rayos X Chandra.

La energía del agujero negro calienta el gas cercano, haciéndolo menos denso que el resto del gas en el grupo. Ocasionalmente, una onda de partículas energéticas se libera en el gas, causando el equivalente de una onda de sonido. Estas olas aparecen como enormes ondas en el gas: 30,000 años luz de diámetro. Puedes ver las ondas en el gas en esta imagen de la NASA. Los astrónomos usaron las ondas para calcular la frecuencia de la onda. El agujero negro solo canta una nota: un plano B que es 57 octavas más bajo que el centro de un piano C. Su frecuencia es de uno por cada 10 millones de años, inimaginablemente muy por debajo de nuestro umbral de audición.

¿Puede el sonido viajar por el espacio?
En resumen, sí. Hay sonido en el espacio en forma de ondas acústicas de movimiento muy lento. La densidad de partículas varía en el espacio, pero no hay vacío perfecto. Podemos detectar las ondas con telescopios.

Pero no, no hay ningún sonido si por sonido queremos decir algo que podríamos escuchar o detectar con un micrófono sensible. Las explosiones espaciales serían silenciosas.

Referencia:
Niels Marquardt, "Introducción a los principios de la física del vacío" //www.cientificosaficionados.com/libros/CERN/vacio1-CERN.pdf

Instrucciones De Vídeo: ¿Existe el sonido en el espacio? (CG#2) (Abril 2024).