چرا در فضا نمی توان مثل زمین صدا شنید؟
در فضا نمی‌توان مانند زمین صدا شنید، زیرا صدا برای انتشار به یک محیط مادی مانند هوا، آب یا جامدات نیاز دارد، در حالی که فضای میان سیارات و ستارگان تقریباً خلأ است و ذرات بسیار کمی برای انتقال ارتعاش صوتی در آن وجود دارد. به همین دلیل، اگر دو فضانورد در فضای باز و بدون ارتباط رادیویی با یکدیگر صحبت کنند، صدای یکدیگر را نخواهند شنید.
اما چرا نور می تواند در فضا حرکت کند و به چشم ما برسد، در حالی که صدا نمی تواند؟ برای پاسخ به این سؤال باید ابتدا بدانیم صدا دقیقاً چیست و چگونه منتشر می شود.
صدا چگونه ایجاد و منتقل می شود؟
صدا در اصل نوعی موج مکانیکی است. یعنی برای انتشار به ماده یا همان محیط نیاز دارد. وقتی یک جسم مانند تار صوتی، بلندگو یا سیم گیتار به ارتعاش درمی‌آید، این ارتعاش به ذرات محیط اطراف منتقل می شود.
برای مثال، هنگام صحبت کردن، تارهای صوتی ما می لرزند و باعث ایجاد تغییرات متوالی در فشار هوای اطراف می شوند. این تغییرات فشار در هوا حرکت می کنند و وقتی به گوش ما می رسند، پرده گوش را به ارتعاش درمی آورند. مغز نیز این ارتعاش ها را به صورت صدا تفسیر می کند.
در هوا، صدا معمولاً به شکل یک موج طولی منتشر می شود؛ یعنی ذرات هوا در راستای انتشار موج، رفت و برگشت های کوچکی انجام می دهند.
بنابراین، اگر محیطی برای انتقال ارتعاش وجود نداشته باشد، موج صوتی نیز نمی تواند به گوش ما برسد.
چرا صدا در خلأ فضا منتشر نمی شود؟
فضای بیرون از جو زمین تقریباً خلأ است. البته خلأ به این معنی نیست که هیچ ذره ای در هیچ نقطه ای از فضا وجود ندارد؛ بلکه چگالی ماده در بسیاری از نواحی فضا بسیار پایین است.
برای انتشار صدا، ذرات باید بتوانند ارتعاش را از یکدیگر دریافت و به ذرات بعدی منتقل کنند. در هوای اطراف ما تعداد بسیار زیادی مولکول وجود دارد و این مولکول ها می توانند تغییرات فشار ایجاد شده توسط منبع صوتی را منتقل کنند.
اما در خلأ، چنین محیط متراکمی وجود ندارد.
تصور کنید در یک استخر خالی بخواهید موج آب ایجاد کنید. اگر آبی وجود نداشته باشد، موج آبی نیز نمی تواند شکل بگیرد. صدا در خلأ نیز تقریباً همین وضعیت را دارد؛ وقتی ماده کافی برای انتقال ارتعاش وجود نداشته باشد، صدای معمولی نمی تواند در فضا منتشر شود.
همچنین بخوانید: چرا زمان در فضا کندتر می گذرد؟
آیا فضا کاملاً خالی است؟
یکی از نکات مهم در پاسخ به سؤال چرا در فضا صدا شنیده نمی شود؟ همین موضوع است.
فضا کاملاً خالی نیست. در آن ذرات گاز، پلاسما، غبار و ذرات دیگری وجود دارند، اما در بسیاری از مناطق بین سیارات و ستارگان، این ذرات بسیار پراکنده اند.
برای مثال، ناسا اشاره می کند که در نزدیکی مدار زمین، تعداد ذرات موجود در فضای بین سیاره ای بسیار ناچیز است و چگالی آن با چگالی ماده در سطح زمین قابل مقایسه نیست. بنابراین در چنین محیط بسیار رقیقی، موج صوتی معمولی نمی تواند مانند صدایی که در جو زمین می شنویم منتشر شود.
پس در خلأ فضا، صدا به شکل معمول نمی تواند منتشر شود؛ اما در مناطقی از فضا که ماده کافی، مانند گاز یا پلاسما، وجود دارد، می‌توان پدیده های موجی مشابه امواج صوتی داشت.
چرا روی زمین صدا می‌شنویم؟
زمین دارای یک جو نسبتاً متراکم است که عمده آن از گازهایی مانند نیتروژن و اکسیژن تشکیل شده است. وقتی منبع صوتی می لرزد، مولکول های هوا نیز تحت تأثیر این ارتعاش قرار می گیرند.
فرض کنید یک بلندگو در اتاق روشن است. مخروط بلندگو به جلو و عقب حرکت می کند. با حرکت به جلو، مولکول های هوا در مقابل خود را فشرده می کند و با حرکت به عقب، ناحیه ای با فشار کمتر ایجاد می شود.
این نواحی فشرده و رقیق شده به صورت موج در هوا حرکت می کنند.
در نتیجه، صدا در هوا در واقع انتقال خود مولکول های هوا از بلندگو به گوش نیست؛ بلکه انرژی و تغییر فشار از طریق محیط منتقل می شود.
همچنین بخوانید: سرنخ حیات بیگانه در گذشته ی زمین
اگر در فضا انفجاری رخ دهد، آیا صدای آن را نمی شنویم؟
اگر انفجار در فضای تقریباً خلأ و در فاصله ای دور از شما رخ دهد، صدای انفجار از طریق فضای خالی به گوش شما نمی رسد.
این موضوع یکی از تفاوت های مهم میان واقعیت فیزیکی و بسیاری از فیلم های علمی تخیلی است. در فیلم ها معمولاً انفجار یک سفینه با صدای بسیار بلند همراه می شود، اما در فضای بیرون، اگر بین انفجار و شنونده محیط مادی مناسبی وجود نداشته باشد، موج صوتی نمی تواند مانند روی زمین به گوش او برسد.
با این حال، خود انفجار می تواند نور، تابش و ذرات پرانرژی تولید کند که از راه های دیگری در فضا منتشر می شوند.
بنابراین ممکن است یک فضانورد انفجار را ببیند اما صدای آن را نشنود.
پس فضانوردان چگونه با یکدیگر صحبت می کنند؟
اگر فضانوردان در داخل یک فضاپیما یا ایستگاه فضایی باشند، مشکلی برای شنیدن صدای یکدیگر ندارند؛ زیرا داخل این محیط ها هوا وجود دارد.
صدای صحبت فضانورد از طریق هوای داخل فضاپیما منتقل می شود.
اما هنگام راهپیمایی فضایی، شرایط متفاوت است. فضانوردان داخل لباس فضایی خود هستند و فضای بیرون تقریباً خلأ است. بنابراین صدای معمولی نمی تواند از فضای بیرون عبور کند.
به همین دلیل، ارتباط فضانوردان از طریق امواج رادیویی انجام می شود. صدای فرد ابتدا توسط میکروفون دریافت و به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود، سپس اطلاعات صوتی روی یک موج رادیویی منتقل می شود. گیرنده در لباس فضایی یا فضاپیما این اطلاعات را دریافت و دوباره به سیگنال صوتی تبدیل می کند.
همچنین بخوانید: اگر وارد سیاه چاله شویم چه می بینیم؟
در نتیجه:
دلیل اصلی اینکه در فضا نمی‌توان مثل زمین صدا شنید، نبود یک محیط مادی مناسب برای انتقال موج صوتی است. روی زمین، مولکول های هوا ارتعاشات ناشی از منابع صوتی را منتقل می کنند و این ارتعاشات در نهایت به گوش ما می رسند. اما در خلأ فضا، تعداد ذرات بسیار کم است و زنجیره لازم برای انتقال صدای معمولی وجود ندارد.
این موضوع همچنین تفاوت اساسی میان صدا و نور را نشان می‌دهد:
صدا برای انتشار به ماده نیاز دارد، اما نور و سایر امواج الکترومغناطیسی می توانند در خلأ حرکت کنند.
البته فضا کاملاً خالی نیست و در برخی مناطق گاز و پلاسما وجود دارد. در این محیط ها امواج فشاری می توانند ایجاد شوند، اما چنین پدیده هایی را نباید با صدایی که یک انسان در خلأ با گوش خود می‌شنود اشتباه گرفت.
در نتیجه، اگر روزی در یک فیلم علمی‌تخیلی دیدید که دو فضانورد بیرون از سفینه و در فضای کاملاً باز بدون هیچ وسیله ارتباطی با صدای بلند با یکدیگر صحبت می‌کنند، بدانید که از نظر فیزیک، آن صحنه دقیق نیست!
دیدگاه شما