令人毛骨悚然的環(huán)球空間聲音

太空中并非空無一物，而是存在少量粒子和聲波。等離子體是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，由帶電粒子構(gòu)成，因此等離子體擁有一些截然不同的特性。例如，它們可以產(chǎn)生電磁場，還能被電磁場所影響。

這正是我們研究磁聲波的原因。如果我們能預(yù)測(cè)磁聲波在地球周圍出現(xiàn)的時(shí)間、地點(diǎn)和原因，就能提前判斷衛(wèi)星是否會(huì)受其影響，然后將衛(wèi)星切換到安全模式。我們可以用地球同步衛(wèi)星來聆聽這些聲音。

據(jù)國外媒體報(bào)道，我們知道聲音可以在太陽系的行星和衛(wèi)星上傳播，因?yàn)檫@些地方有聲波傳播所需的介質(zhì)，如大氣或海洋等。那么，真空中的情況又如何呢？你的老師可能曾言之鑿鑿地告訴你，太空中是寂靜無聲的?！霸谟钪嬷校憔退愦蠛按蠼?，別人也聽不到。”人們通常將其解釋為，太空是一個(gè)真空環(huán)境，缺乏聲音傳播所需的介質(zhì)。

但這樣說并不對(duì)。太空中并非空無一物，而是存在少量粒子和游離的聲波。事實(shí)上，地球周圍的聲波對(duì)我們的生存而言至關(guān)重要，而且這些聲音聽起來十分詭異。從本質(zhì)上來說，聲波便是壓力的振動(dòng)，可以在介質(zhì)中傳播。在大多數(shù)情況下，這會(huì)使介質(zhì)中的一連串分子相繼壓縮和舒張，通過分子自身的前后振動(dòng)，產(chǎn)生“長江后浪推前浪”的效應(yīng)。

地球表面有大量空氣，平均每平方厘米的地面上便含有3×1020個(gè)氣體分子。而在太空中，同樣大小的空間中平均只有5個(gè)質(zhì)子（由原子核和中子構(gòu)成），差不多完全是空的——但也并不盡然。這里我們強(qiáng)調(diào)了“質(zhì)子”，因?yàn)樘罩须m然沒有氣體，但幾乎充滿了等離子體。等離子體是一種特殊的物質(zhì)狀態(tài)，由帶電粒子構(gòu)成，因此等離子體擁有一些截然不同的特性。例如，它們可以產(chǎn)生電磁場，還能被電磁場所影響。因此，等離子體可以產(chǎn)生等同于聲波的磁聲波。

據(jù)美國宇航局（NASA）戈達(dá)德太空飛行中心最近報(bào)道，為了研究環(huán)繞地球的輻射帶，NASA發(fā)射的環(huán)繞地球軌道的航天器，利用范艾倫探測(cè)器，能夠聽到周圍電子的反彈聲音。其感受結(jié)果是令人毛骨悚然的，就像20世紀(jì)60年代科幻電影中的某種恐怖聲響，或者就像熱帶雨林中的幽靈聲音。

NASA首席科學(xué)家埃倫·斯托凡指出，沒有人能聽到人類在太空尖叫，但是利用范艾倫探測(cè)器的兩個(gè)機(jī)器人探測(cè)器能夠聽到恐怖的幽靈般的電子哨聲。斯托凡認(rèn)為，因?yàn)榈厍蛑車耐馓諈^(qū)域充滿了磁力線，在等離子體捕獲了高能粒子后圍繞著行星高速起舞。由于等離子體波的運(yùn)動(dòng)，這些電子在行星的磁場間中彈跳。當(dāng)電場和磁場與粒子（如離子和電子）碰撞時(shí)形成波，有時(shí)會(huì)導(dǎo)致粒子運(yùn)動(dòng)速度比通常速度快。當(dāng)他們加快速度的時(shí)候，我們就能聽到他們的聲音。

從地球外空間的聲音景觀來說，這些粒子和電子波浪發(fā)出的聲音取決于它們?cè)诘厍蛑車奈恢?。以哨聲波為例，這些等離子體波在地球周圍不同等離子體層中會(huì)發(fā)出不同的聲音；例如在地球周圍的某個(gè)區(qū)域，那里擠滿了冷等離子體，在等離子體波到達(dá)等離子體層之前，即可傾聽哨聲波的聲音；這就好像技術(shù)人員正在天文館預(yù)熱面板上的激光表演。

另一方面，由離子和電子碰撞時(shí)產(chǎn)生的哨聲波，其模式波可以有一系列的頻率，因此聲音的質(zhì)量也不同。例如，哨聲波現(xiàn)在的聲波模式是一個(gè)合唱波，合唱波是低能電子撞擊等離子體并與等離子體中的粒子分享能量的結(jié)果。當(dāng)哨聲波在等離子體層內(nèi)部傳播時(shí)，會(huì)讓你聽到上升的雜亂音調(diào)，如同你突然身處充滿聒噪的鳥舍；科學(xué)家們將它稱作等離子體層嘶嘶聲。

“美國宇航局將這種環(huán)繞地球空間的聲音描述為無線電靜態(tài)聲波，”斯托凡說，“但對(duì)我來說，它聽起來更像是一個(gè)在太空服或潛水裝備中呼吸的人的聲音。”

關(guān)于等離子體層聲波的理論，一個(gè)理論聯(lián)系了對(duì)電場和磁場與粒子（如離子和電子）碰撞時(shí)的嘶嘶聲，而另一個(gè)理論認(rèn)為它實(shí)際上是合唱波已經(jīng)滲透到了等離子體層。

恐怕你認(rèn)為又是NASA給人們編造一些新的花招來誘人視聽；其實(shí)，對(duì)于環(huán)繞地球空間聲音的探索與研究，確實(shí)很有科學(xué)價(jià)值。首先，了解等離子體波與粒子相互作用的等離子體層可以更好地了解和預(yù)測(cè)空間天氣，這可以幫助我們保護(hù)我們的衛(wèi)星和太空通訊。