O espaço não é um nada homogêneo. Entre vários objetos há nuvens de gás e poeira. Eles são os restos de explosões de supernovas e o local para a formação de estrelas. Em algumas áreas, esse gás interestelar é denso o suficiente para propagar ondas sonoras, mas eles não são suscetíveis à audição humana.
Existe som no espaço?
Quando um objeto se move - seja a vibração de uma corda de violão ou um fogo de artifício explodindo - ele afeta as moléculas de ar próximas, como se as empurrasse. Essas moléculas colidem com suas vizinhas e essas, por sua vez, com as próximas. O movimento se espalha pelo ar como uma onda. Quando chega ao ouvido, a pessoa percebe como som.
Quando uma onda sonora passa pelo ar, sua pressão flutua para cima e para baixo como a água do mar em uma tempestade. O tempo entre essas vibrações é chamado de frequência do som e é medido em hertz (1 Hz é uma oscilação por segundo). A distância entre os picos de pressão mais altos é chamada de comprimento de onda.
O som só pode se propagar em um meio no qual o comprimento de onda não é maior quedistância média entre as partículas. Os físicos chamam isso de "estrada condicionalmente livre" - a distância média que uma molécula percorre após colidir com uma e antes de interagir com a próxima. Assim, um meio denso pode transmitir sons de comprimento de onda curto e vice-versa.
Os sons de ondas longas têm frequências que o ouvido percebe como tons baixos. Em um gás com um caminho livre médio superior a 17 m (20 Hz), as ondas sonoras serão de frequência muito baixa para serem percebidas por humanos. São chamados de infrassons. Se houvesse alienígenas com ouvidos que pudessem ouvir notas muito baixas, eles saberiam com certeza se os sons podem ser ouvidos no espaço sideral.
Canção do Buraco Negro
A cerca de 220 milhões de anos-luz de distância, no centro de um aglomerado de milhares de galáxias, um buraco negro supermassivo está zumbindo a nota mais baixa que o universo já ouviu. 57 oitavas abaixo do dó central, que é cerca de um milhão de bilhões de vezes mais profundo do que a audição humana.
O som mais profundo que os humanos podem ouvir tem um ciclo de cerca de uma vibração a cada 1/20 de segundo. Um buraco negro na constelação de Perseu tem um ciclo de cerca de uma oscilação a cada 10 milhões de anos.
Isso veio à tona em 2003, quando o Telescópio Espacial Chandra da NASA descobriu algo no gás que enche o Aglomerado de Perseu: anéis concentrados de luz e escuridão, como ondulações em uma lagoa. Os astrofísicos dizem que esses são traços de ondas sonoras de frequência incrivelmente baixa. mais brilhante -estes são os topos das ondas onde a pressão sobre o gás é maior. Os anéis mais escuros são depressões onde a pressão é menor.
Som que você pode ver
Gás quente e magnetizado gira em torno de um buraco negro, como água girando em torno de um ralo. À medida que se move, cria um poderoso campo eletromagnético. Forte o suficiente para acelerar o gás perto da borda de um buraco negro até quase a velocidade da luz, transformando-o em enormes rajadas chamadas jatos relativísticos. Eles forçam o gás a virar de lado e esse efeito causa sons estranhos vindos do espaço.
Eles viajam pelo Aglomerado de Perseu a centenas de milhares de anos-luz de sua fonte, mas o som só pode viajar enquanto houver gás suficiente para carregá-lo. Então, ele para na borda da nuvem de gás que preenche o aglomerado de galáxias de Perseu. Isso significa que é impossível ouvir seu som na Terra. Você só pode ver o efeito na nuvem de gás. Parece olhar através do espaço para uma câmera à prova de som.
Estranho planeta
Nosso planeta solta um gemido profundo toda vez que sua crosta se move. Então não há dúvida se os sons se propagam no espaço. Um terremoto pode criar vibrações na atmosfera com uma frequência de um a cinco Hz. Se for forte o suficiente, pode enviar ondas subsônicas através da atmosfera para o espaço sideral.
Claro, não há um limite claro onde termina a atmosfera da Terra e começa o espaço. O ar gradualmente fica mais rarefeito até que finalmentedesaparece por completo. De 80 a 550 quilômetros acima da superfície da Terra, o caminho livre médio de uma molécula é de cerca de um quilômetro. Isso significa que o ar nessa altitude é cerca de 59 vezes mais rarefeito do que seria possível ouvir o som. Ele só pode transportar ondas infrassônicas longas.
Quando um terremoto de magnitude 9,0 abalou a costa nordeste do Japão em março de 2011, sismógrafos de todo o mundo registraram suas ondas passando pela Terra, e as vibrações causaram vibrações de baixa frequência na atmosfera. Essas vibrações viajaram até onde o Campo de Gravidade da Agência Espacial Européia e o satélite estacionário Ocean Circulation Explorer (GOCE) comparam a gravidade da Terra em órbita baixa a 270 quilômetros acima da superfície. E o satélite conseguiu gravar essas ondas sonoras.
GOCE tem acelerômetros muito sensíveis a bordo que controlam o propulsor de íons. Isso ajuda a manter o satélite em uma órbita estável. Em 11 de março de 2011, os acelerômetros do GOCE detectaram uma mudança vertical na atmosfera muito fina ao redor do satélite, bem como mudanças ondulantes na pressão do ar, à medida que as ondas sonoras de um terremoto se propagam. Os propulsores do satélite corrigiram o deslocamento e armazenaram os dados, que se tornaram algo como uma gravação de infra-som de terremoto.
Esta entrada foi classificada nos dados de satélite até que uma equipe de cientistas liderada por Rafael F. Garcia divulgou este documento.
O primeiro som emuniverso
Se fosse possível voltar no tempo, por volta dos primeiros 760.000 anos após o Big Bang, poderíamos descobrir se há som no espaço. Naquela época, o universo era tão denso que as ondas sonoras podiam viajar livremente.
Aproximadamente na mesma época, os primeiros fótons começaram a viajar pelo espaço como luz. Depois disso, tudo finalmente esfriou o suficiente para que as partículas subatômicas se condensassem em átomos. Antes que o resfriamento ocorresse, o universo estava cheio de partículas carregadas - prótons e elétrons - que absorviam ou espalhavam fótons, as partículas que compõem a luz.
Hoje atinge a Terra como um brilho fraco do fundo de microondas, visível apenas por radiotelescópios muito sensíveis. Os físicos chamam isso de radiação relíquia. É a luz mais antiga do universo. Ele responde à questão de saber se há som no espaço. O CMB contém uma gravação da música mais antiga do universo.
Luz para ajudar
Como a luz nos ajuda a saber se há som no espaço? As ondas sonoras viajam através do ar (ou gás interestelar) como flutuações de pressão. Quando o gás é comprimido, fica mais quente. Em escala cósmica, esse fenômeno é tão intenso que se formam estrelas. E quando o gás se expande, ele esfria. As ondas sonoras que se propagam através do universo primitivo causaram pequenas flutuações de pressão no ambiente gasoso, o que, por sua vez, deixou sutis flutuações de temperatura refletidas no fundo cósmico de micro-ondas.
Usando mudanças de temperatura, físicaUniversidade de Washington John Kramer conseguiu restaurar esses sons misteriosos do espaço - a música do universo em expansão. Ele multiplicou a frequência por 1026 vezes para que os ouvidos humanos pudessem ouvi-lo.
Então ninguém realmente ouve o grito no espaço, mas haverá ondas sonoras se movendo através de nuvens de gás interestelar ou nos raios rarefeitos da atmosfera externa da Terra.
