仉博簡
當一顆流星呼嘯地穿過地球的上層大氣時,對于我們來說,這是一場無聲的表演。大多數(shù)的流星會在離地面100多千米的高空燃燒,即使流星產(chǎn)生的聲音足夠響,鑒于聲速遠慢于光速,聲音也是在這種視覺奇觀過后好幾分鐘才能抵達地面。
然而,多年來,許多的目擊報告記載到,流星出現(xiàn)時有一種奇怪的“滋滋”聲與之相伴,聽起來就像有人在煎蛋。但流星那里產(chǎn)生的聲音應該是在流星消失后許久才會傳過來,所以這些報告常被當成是人的誤判。
但在最近,來自美國桑迪亞國家實驗室和捷克科學院的研究人員表示,他們發(fā)現(xiàn)了一種機制,可以解釋與流星相伴的“滋滋”聲。
閃爍的流星
他們說,這種“滋滋”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。
捷克科學院曾利用高速攝像機記錄了超過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表面溫度,產(chǎn)生的閃光能量巨大,可以一路抵達地面。
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,擾動周圍的空氣分子,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),那么人就聽到了聲音。
上面所說的現(xiàn)象被稱為光聲效應,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,他們放置了一個LED燈和一個麥克風。研究人員讓LED燈不停閃爍,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相同的聲音——“啪啪”的、“滋滋”的、“沙沙”的聲音。當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,這足以被人直接聽見。所以說,這個測試證實了他們的想法:流星可以把能量從上層大氣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)出煎蛋聲。
他們還發(fā)現(xiàn),能迅速吸收光但導熱性很差的材料,產(chǎn)生的聲音最響。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時,就能在地面上產(chǎn)生光聲效應,而且只要流星產(chǎn)生的閃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“滋滋”聲。
所以,如果你能夠幸運地發(fā)現(xiàn)一顆流星,仔細聽,它可能還在跟你說話。