仉博簡
當(dāng)一顆流星呼嘯著穿過地球上空的大氣層時,對于我們來說,卻是一場無聲的表演。大多數(shù)流星會在離地面100多千米的高空燃燒殆盡,即使流星產(chǎn)生的聲音足夠響,鑒于聲速遠(yuǎn)慢于光速,聲音也是在這種視覺奇觀過后好幾分鐘才抵達(dá)地面。
然而,據(jù)多年來的許多目擊報告記載,在流星出現(xiàn)時有一種奇怪的“吱吱”聲與之相伴,聽起來就像有人在煎蛋。最近,美國桑迪亞國家實驗室和捷克科學(xué)院的研究人員表示,他們發(fā)現(xiàn)了一種機制,可以解釋與流星相伴的“吱吱”聲。
閃爍的流星
他們說,這種“吱吱”的聲音確實存在,但它們不是來自流星周圍空氣分子的振動,而是來自地面,不過這種聲音與流星產(chǎn)生的光有關(guān)。
捷克科學(xué)院曾利用高速攝像機,記錄了100多顆流星火球產(chǎn)生的光。記錄到的光變曲線顯示,流星產(chǎn)生的光其實是由一系列閃光——亮度會忽明忽暗的光——組合而成的。這是因為大多數(shù)流星變成火球時,燃燒是很不穩(wěn)定的。而流星燃燒時的溫度可以接近太陽的表面溫度,產(chǎn)生的閃光能量巨大,可以一路抵達(dá)地面。
地面上某些物體接收到周期性變化的光照時,它們溫度的升降會引起體積的脹縮,攪動周圍的空氣分子,于是就產(chǎn)生了聲波。聲波的頻率與閃光亮度變化的頻率相同,如果處于人耳的聽覺頻率范圍(20赫茲到2萬赫茲),那么人就能聽到聲音。
上面所說的現(xiàn)象被稱為“光聲效應(yīng)”,是美國發(fā)明家亞歷山大·格拉漢姆·貝爾于1880年首先發(fā)現(xiàn)的。
聽起來如在煎蛋
研究人員還對他們的想法進行了測試。在消聲室(一間能隔離外界所有聲音的實驗室)中,他們放置了一盞LED燈和一個麥克風(fēng)。研究人員讓LED燈不停地閃爍,并照射各種物品,包括木頭、畫作、毛氈和假發(fā)等,他們記錄到了微弱的與目擊報告提到的相同的聲音——“啪啪”“吱吱”“沙沙”的聲音。當(dāng)LED燈以1000赫茲的頻率閃爍時,被照射的物體產(chǎn)生了一種大約25分貝的聲音,這足以直接被人聽見。所以說,這個測試證實了他們的想法:流星可以把能量從空中以電磁輻射的形式迅速傳到地面,并加熱地面上的物體,讓它們發(fā)出煎蛋時的“吱吱”聲。
他們還發(fā)現(xiàn),能迅速吸收光但導(dǎo)熱性很差的材料所發(fā)出的聲音最響。這種材料包括深色衣服、頭發(fā)、樹葉和草等。他們的模型顯示,流星的亮度跟滿月差不多或更亮?xí)r,就能在地面上產(chǎn)生光聲效應(yīng),而且只要流星產(chǎn)生的光閃耀的頻率處于人耳的聽覺頻率范圍內(nèi),我們就有機會聽到與流星相伴的“吱吱”聲。
所以,如果你能夠幸運地發(fā)現(xiàn)一顆流星,仔細(xì)聽,它可能正在跟你說話。