Як голосно було б Сонце?


117

Звук не може подорожувати через космос. Але якби це могло, наскільки гучним буде Сонце? Чи звук був би небезпечним для життя на Землі, чи ми ледве чуємо його з цієї відстані?


14
Приємне запитання. Що б я ніколи не замислювався
Ріміан

4
Звук може подорожувати через космос.
Роб Джеффріс

5
@RobJeffries Але не на частотах, які роблять нас глухими.
gerrit

4
І справді нічого не видає звуки на частотах, які ми можемо почути.
Роб Джефріс

5
Нічого, приємне запитання! Я пам’ятаю, як мріяли, де я могла почути Сонце.
noncom

Відповіді:


95

Сонце надзвичайно голосне. Поверхня генерує тисячу до десятків тисяч ватт потужності звуку на кожен квадратний метр. Це щось на зразок від 10 до 100 разів потік потужності через динаміки на рок-концерті, або на фронті поліцейської сирени. За винятком "поверхні динаміка" в цьому випадку є вся поверхня Сонця, приблизно в 10000 разів більша за площу поверхні Землі.

Незважаючи на те, що сказав "user10094", ми фактично знаємо, як Сонце "звучить" - такі інструменти, як HMI SDO або MDI SOHO або наземна обсерваторія GONG вимірюють зсув Доплера скрізь на видимій поверхні Сонця, і ми насправді можна побачити звукові хвилі (ну, інфразвукові хвилі), що резонують на Сонці в цілому! Досить круто, так? Оскільки Сонце велике, звукові хвилі резонансують на дуже глибоких частотах - типові резонансні режими мають 5-хвилинний період, і їх відбувається близько мільйона.

Резонансні режими на Сонці чимось збуджують. Щось є надзвичайним широкосмуговим поспіхом конвективної турбулентності. Тепло потрапляє на поверхню Сонця конвекцією - гарячий матеріал піднімається через зовнішні шари, виходить на поверхню, охолоджується (випромінюючи сонячне світло) і опускається. "Типова" конвекційна клітина має розмір Техасу, і її називають "гранулою", тому що вони виглядають як маленькі зерна, якщо дивитися через телескоп. Кожна з них (розмір Техасу, пам’ятайте) піднімається, розсіює своє світло і опускається за п'ять хвилин. Це виробляє хет ракетки. На всій поверхні Сонця в будь-який час є щось на зразок 10 мільйонів. Більша частина цієї звукової енергії просто відображається прямо на Сонці, але частина її потрапляє у сонячну хромосферу та корону. Ніхто не може бути впевнений, але скільки саме цієї звукової енергії виходить, але це, швидше за все, в середньому від 30 до 300 Вт на квадратний метр поверхні. Невизначеність настає тому, що динаміка поверхні Сонця хитра. У глибокому інтер'єрі ми можемо зробити вигляд, що сонячне магнітне поле не сильно впливає на фізику і використовуємо гідродинаміку, а в зовнішній частині (корона) ми можемо зробити вигляд, що сам газ не сильно впливає на фізику. На прикордонних шарах над видимою поверхнею не застосовується ані наближення, і фізика стає занадто хитрою, щоб її можна було простежити (поки що). ми можемо зробити вигляд, що сонячне магнітне поле не сильно впливає на фізику і використовуємо гідродинаміку, а зовні (корона) ми можемо робити вигляд, що сам газ не сильно впливає на фізику. На прикордонних шарах над видимою поверхнею не застосовується ані наближення, і фізика стає занадто хитрою, щоб її можна було простежити (поки що). ми можемо зробити вигляд, що сонячне магнітне поле не сильно впливає на фізику і використовуємо гідродинаміку, а зовні (корона) ми можемо робити вигляд, що сам газ не сильно впливає на фізику. На прикордонних шарах над видимою поверхнею не застосовується ані наближення, і фізика стає занадто хитрою, щоб її можна було простежити (поки що).

З точки зору dBA, якщо весь цей протікаючий звук міг якось поширюватися на Землю, добре подивимось ... Сонячне світло на Землі ослаблений приблизно в 10000 разів на відстань (тобто в 10000 разів яскравіше на поверхні Сонця), тож якщо 200 Вт / м2 звуку на Сонці могло б якось поширюватися на Землю, воно дало б інтенсивність звуку близько 20 мВт / м2. 0dB - це близько 1 pW / m2, тобто близько 100 дБ. На Землі, приблизно 150 000 000 кілометрів від джерела звуку. Добре, що звук не подорожує космосом, так?

Добрі люди в проекті SOHO / MDI створили кілька звукових файлів резонансних сонячних коливань, прискоривши дані зі свого інструменту в 43 000 разів. Ви можете почути їх тут, на веб-сайті Сонячного центру . Хтось ще зробив те ж саме з інструментом SDO / HMI і наклав звуки на перше світло від відео SDO . Обидва ці звуки, які звучать на зразок гумових смуг, сильно фільтруються з даних - конкретний резонансний просторовий режим (форма резонансного звуку) витягується з даних, і тому ви чуєте головним чином саме цей резонансний режим . Фактичний нефільтрований звук набагато какофонічніший, і на вухо звучить би менш як резонансний звук і більше нагадує шум.


10
Що робити, якщо ми розглянемо простір, наповнений землеподібним повітрям, замість ослаблення звуку, як би світлом? Я думаю, що це було б більше по духу з питанням ОП :-)
Ендрю Чеонг

4
+1 для кількісної відповіді. Справедлива частка акустичних хвиль, ймовірно, використовується для нагрівання хромосфери. Чи є у вас посилання на 30-300 Вт на квадратний метр?
Роб Джеффріс

4
@AndrewCheong Важко відповісти, тому що ви повинні вибрати, скільки фізики викинути, коли ви відповідаєте на зустрічну справу. Однак 3-хвилинні або 5-хвилинні або 20-хвилинні хвилі утворювали б поштовхи та / або розсіювались як тепло задовго до того, як вони досягли Землі, якби їм довелося подорожувати через 1 АС повітря. Крім того, якби Сонячна система була наповнена такою кількістю повітря, вона не протрималася б довго. Воно впало б на Сонце досить швидко, а саме Сонце стало б набагато яскравіше і набагато важче. Він може (зважаючи на склад повітря) навіть негайно увірватися в його червону гігантську фазу і поглинути Землю.
Сер Камференція

4
@ user2813274 Ну, Сонце в цілому не резонує на більш високих частотах, ніж приблизно за 5 хвилин (3 мГц). Хромосферний шар (трохи вище видимої поверхні або фотосфери) резонує приблизно за 3 хвилини (5 мГц). Це не означає, що немає звуку на більш високих частотах, тільки що він не резонує з чітко визначеною частотою. Фотосфера в принципі може підтримувати звукові частотні звуки, але в даний час ми не можемо їх виявити. Шари над фотосферою не можуть просто тому, що газ там занадто мало.
Сер Камференція

4
696241km2

26

Хоча повідомлення сера Камференція - це дуже інтригуюча відповідь, але я боюся, що це неправильно. Поверхню Сонця явно перебуває в русі, але це не обов'язково призводить до випромінювання чутного звуку, навіть якщо сонце і земля знаходяться там, де знаходиться в середовищі рідини (наприклад, повітря), яка б дозволила передавати звук.

Щоб пояснити, чому ми можемо застосувати ту саму лінію аналізу до земного океану. Поверхня сильно рухається, тому звук слід випромінювати. Однак ми нічого не чуємо, якщо ви справді поруч і не маєте хвиль, що розбиваються.

1501012m251024W

То чому б і ні? Для того, щоб звук фактично випромінював, поверхня повинна рухатися рівномірно. Для кожної океанської хвилі, яка рухається повітрям, є хвиля, яка рухається повітрям вниз, і тому внески просто скасовуються. Технічно кажучи, нам потрібно обчислити потужність, інтегруючи нормальну інтенсивність по всій поверхні, інтенсивність має рівні кількості позитивних і негативних компонентів, а сума над ними дорівнює нулю.

Це та сама причина, чому ви кладете гучномовець у коробку: на відкритому повітрі рух повітря від передньої частини конуса та з тильної сторони конуса просто відміняється, тому ви кладете його в коробку, щоб позбутися від звук ззаду.

Тому я думаю, що справжня відповідь тут: ви нічого не почуєте, оскільки звукові внески з різних частин сонячної поверхні відмінять один одного. Звукове випромінювання на цій відстані виникало б лише в тому випадку, якщо поверхня Сонця рухається рівномірно, тобто все сонце розширюється або стискається. Це трапляється певною мірою, але лише на дуже, дуже низьких частотах, які не чути і де звукове випромінювання набагато менш ефективно.


У відповіді сера Камференція говориться, що "ми насправді можемо бачити звукові хвилі (ну, інфразвукові хвилі), що резонують на Сонці в цілому". Але ви не можете побачити таких інфразвукових хвиль, що резонують в океані, тому на Сонці щось інакше.
JiK

Звичайно, ви можете бачити інфра-звукові хвилі від океану. Припливи - хороший приклад. Ви все ще не можете їх почути. Це ж міркування застосовується, хоча: Дуже дуже низька частота різко змінює обчислення енергії, а також робить її нечутною,
Гільмар

5
тож, що тут суть - чи зможуть діджеї майбутнього включити зразки Сонця у свою музику чи ні
coburne
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.