人類到底可以在太空中聽到聲音嗎?

你坐在電影院,看最新的科幻動作片。螢幕上充斥著激烈的太空戰畫面。飛船引擎的轟鳴和嗚嗚聲迴盪在影院裡。鐳射伴隨著能量嗡嗡作響,當宇宙飛船被擊中爆炸時,你的座位發出隆隆聲。這種體驗幾乎會淹沒你的視覺和聽覺。但如果你真的能親眼目睹這場戰鬥,你真能聽到任何聲音嗎?

星際戰艦

如果我們從科幻電影中尋找答案,我們會得到相互矛盾的結果。電影《異形》的廣告語是“在太空中,沒有人能聽到你的尖叫。” 還有許多電影,如“星球大戰”和“星際迷航”系列,有幾十個場景將外太空的動作與漂亮的音效結合在一起。

我們應該相信那個虛構的宇宙嗎?

如果進取號星艦從你身邊滑過,你將無法聽到它的聲音嗎?

行星的毀滅是完全沉默的嗎?

為了弄清這個問題,我們需要看看兩個重要的因素:聲音是如何傳播的,以及太空中到底有什麼。一旦我們有了這些資訊,我們就能知道人類在太空中是否真的能聽到聲音。

那麼聲音是如何傳播的呢?

聲音如何傳播

人耳的聲音傳播

聲音以機械波的形式傳播。機械波是一種擾動,它透過介質將能量從一個地方移動到另一個地方。在聲音方面,擾動是一個振動的物體。而介質可以是一系列相互聯絡和相互作用的粒子。這意味著聲音可以穿過氣體、液體和固體進行傳播。

讓我們看一個例子。想象一下寺廟裡的鐘。當鐘聲響起時,它會振動,這意味著鐘聲本身會非常迅速地向內和向外彎曲。當鍾向外移動時,它會推動空氣微粒。然後,這些空氣粒子會推動相鄰的空氣粒子,以此類推。當鐘形物體向內彎曲時,它會拉動鄰近的空氣粒子,這些粒子反過來也會拉動其他空氣粒子。這種推拉模式就是聲波。振動鍾是原始干擾,空氣顆粒是介質。

鐘聲的振動會向周圍的空氣推拉分子,產生聲波。

聲音並不侷限於在空氣中傳播。把耳朵貼在像桌子一樣的固體表面上,然後閉上眼睛。告訴別人用手指輕敲桌子的另一端。敲擊成為最初的干擾。每一次輕敲都會使桌子產生震動。桌子裡的粒子相互碰撞,成為聲音的媒介。桌子中的粒子與桌子和耳膜之間的空氣粒子相撞。當波像這樣從一種介質移動到另一種介質時,它被稱為傳輸。

空氣顆粒與你耳朵的鼓膜(也叫耳膜)相撞。這在耳內的幾個結構中引發了一系列的振動。大腦將這些振動解釋為聲音。

所以,聲音需要物理介質才能傳播到任何地方。

空間中是否有足夠的物質來充當聲波的媒介這是關鍵?

音速

聲波的速度取決於其傳播的媒介。通常,聲音透過固體傳播的速度比透過液體或氣體傳播的速度快。同樣,介質越密集,聲音從中傳播的速度就越慢。同樣的聲音在寒冷的日子和溫暖的日子傳播的速度是不同的。

空間的媒介

在開始談論空間之前,我們應該先定義一下空間。為了便於討論,我們將空間視為地球大氣層以外的宇宙區域。

你可能聽說過太空是真空的

。真正的真空是指物質完全不存在。但太空怎麼會是真空呢?太空包含恆星、行星、小行星、衛星和彗星,這只是一些宇宙天體的名稱。這不是很重要嗎?太空怎麼可能包含這麼多巨大的物體,卻仍然是真空呢?

那是因為空間很大。在這些巨大的物體之間有數百萬公里的空隙。這個真空空間-有時被稱為星際空間-幾乎沒有任何物質,所以它實際上是一個真空。

聲波只能透過物質傳播。由於星際空間中幾乎沒有物質,聲音無法穿過它。粒子之間的距離如此之大,以致於它們永遠不會相互碰撞。即使你能在死星爆炸時在最前面,你也聽不到任何聲音。

從技術上講,你可以說人類在太空中也有可以聽到聲音的方法。讓我們來假設幾個場景:

無線電波能在太空中傳播。所以,如果你穿著一件帶有無線電裝置的宇航服,你的一個夥伴給你傳送了一個無線電資訊,告訴你到吃飯時間了,你就能聽到它。這是因為無線電波不是機械的——它們是電磁波的。電磁波能透過真空傳輸能量。一旦你的無線電接收到訊號,它就可以將訊號轉換成聲音,這些聲音會在你的太空服中毫無問題地穿過空氣。

假設你穿著宇航服在太空中遨遊,一不小心頭盔撞到了哈勃太空望遠鏡。碰撞產生的聲音即使你在太空中也能聽到。這是因為聲波需要透過一種物理介質:你的頭盔和宇航服裡的空氣。你仍然被真空包圍著,所以觀察者的角度是聽不到任何聲音的,不管你用頭撞了多少次衛星。

試想一下,你是一名宇航員在執行太空梭任務。你決定踏上太空,卻忘了穿上宇航服。你把臉貼在太空梭上。你的耳朵裡沒有空氣,所以你聽不到傳統意義上的聲音。然而,在太空的危險導致你死亡之前,你也許能夠透過骨骼傳導聽出一些聲音。在骨骼傳導中,聲波繞過鼓膜,透過顎骨和頭骨進入內耳。因為不需要空氣,所以你可以聽到你的宇航員同伴在太空梭裡的最後15秒。在那之後,你很可能會失去意識,很快就會窒息。

所以,儘管好萊塢的電影人很聰明,但在太空中是不可能聽到噪音的。建議你下次觀看科幻電影時,只要在真空環境中發生任何事情,都可以捂上耳朵。那是不是覺得電影票白多掏了一半的錢?哈哈。。。

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