Rum er ikke et homogent ingenting. Mellem forskellige genstande er der skyer af gas og støv. De er resterne af supernovaeksplosioner og stedet for stjernedannelse. I nogle områder er denne interstellare gas tæt nok til at udbrede lydbølger, men de er ikke modtagelige for menneskelig hørelse.
Er der lyd i rummet?
Når en genstand bevæger sig - det være sig vibrationer fra en guitarstreng eller et eksploderende fyrværkeri - påvirker det nærliggende luftmolekyler, som om det skubber til dem. Disse molekyler styrter ind i deres naboer, og dem til gengæld ind i de næste. Bevægelse spreder sig gennem luften som en bølge. Når det når øret, opfatter personen det som lyd.
Når en lydbølge passerer gennem luften, svinger dens tryk op og ned som havvand i en storm. Tiden mellem disse vibrationer kaldes lydens frekvens og måles i hertz (1 Hz er en svingning pr. sekund). Afstanden mellem de højeste trykspidser kaldes bølgelængden.
Lyd kan kun forplante sig i et medium, hvor bølgelængden ikke er mere endgennemsnitlig afstand mellem partikler. Fysikere kalder denne "betinget fri vej" - den gennemsnitlige afstand, som et molekyle tilbagelægger efter at have kollideret med det ene og før det interagerer med det næste. Et tæt medium kan således transmittere lyde med kort bølgelængde og omvendt.
Langbølgelyde har frekvenser, som øret opfatter som lave toner. I en gas med en middel fri vej større end 17 m (20 Hz) vil lydbølgerne være for lavfrekvente til at kunne opfattes af mennesker. De kaldes infralyde. Hvis der var rumvæsener med ører, der kan høre meget lave toner, ville de med sikkerhed vide, om lyde kan høres i det ydre rum.
Black Hole-sang
Omkring 220 millioner lysår væk, i centrum af en hob af tusindvis af galakser, nynner et supermassivt sort hul den laveste tone, universet nogensinde har hørt. 57 oktaver under middel C, hvilket er omkring en million milliarder gange dybere end menneskelig hørelse.
Den dybeste lyd, mennesker kan høre, har en cyklus på omkring én vibration hver 1/20. af et sekund. Et sort hul i stjernebilledet Perseus har en cyklus på omkring én svingning hvert 10. million år.
Dette kom frem i lyset i 2003, da NASAs Chandra-rumteleskop opdagede noget i gassen, der fylder Perseus-klyngen: koncentrerede ringe af lys og mørke, som krusninger i en dam. Astrofysikere siger, at disse er spor af utroligt lavfrekvente lydbølger. lysere -det er toppen af bølgerne, hvor trykket på gassen er størst. De mørkere ringe er fordybninger, hvor trykket er lavere.
Lyd, du kan se
Varm, magnetiseret gas hvirvler rundt om et sort hul, som vand, der hvirvler rundt om et afløb. Når den bevæger sig, skaber den et kraftigt elektromagnetisk felt. Stærk nok til at accelerere gas nær kanten af et sort hul til næsten lysets hastighed, hvilket gør den til enorme udbrud kaldet relativistiske jetfly. De tvinger gassen til at dreje sidelæns på sin vej, og denne effekt forårsager uhyggelige lyde fra rummet.
De rejser gennem Perseus-klyngen hundredtusindvis af lysår fra deres kilde, men lyd kan kun rejse, så længe der er nok gas til at bære den. Så det stopper ved kanten af gasskyen, der fylder Perseus-galaksehoben. Det betyder, at det er umuligt at høre dens lyd på Jorden. Du kan kun se effekten på gasskyen. Det ligner at se gennem rummet på et lydisoleret kamera.
Strange planet
Vores planet udstøder et dybt støn, hver gang dens skorpe bevæger sig. Så er der ingen tvivl om, hvorvidt lyde forplanter sig i rummet. Et jordskælv kan skabe vibrationer i atmosfæren med en frekvens på en til fem Hz. Hvis den er stærk nok, kan den sende subsoniske bølger gennem atmosfæren ud i det ydre rum.
Der er selvfølgelig ingen klar grænse, hvor Jordens atmosfære slutter og rummet begynder. Luften bliver bare gradvist tyndere indtil til sidstforsvinder helt. Fra 80 til 550 kilometer over jordens overflade er den gennemsnitlige frie vej for et molekyle omkring en kilometer. Det betyder, at luften i denne højde er omkring 59 gange tyndere, end det ville være muligt at høre lyd. Den kan kun bære lange infrasoniske bølger.
Da et jordskælv med en styrke på 9,0 rystede Japans nordøstkyst i marts 2011, registrerede seismografer rundt om i verden dens bølger, der passerede gennem Jorden, og vibrationerne forårsagede lavfrekvente vibrationer i atmosfæren. Disse vibrationer har rejst hele vejen til det sted, hvor Den Europæiske Rumorganisations Gravity Field og den stationære Ocean Circulation Explorer (GOCE) satellit sammenligner Jordens tyngdekraft i lav kredsløb med 270 kilometer over overfladen. Og satellitten var i stand til at optage disse lydbølger.
GOCE har meget følsomme accelerometre om bord, der styrer ion-thrusteren. Dette hjælper med at holde satellitten i et stabilt kredsløb. Den 11. marts 2011 registrerede GOCEs accelerometre et lodret skift i den meget tynde atmosfære omkring satellitten, samt bølgende skift i lufttrykket, når lydbølger fra et jordskælv forplanter sig. Satellittens thrustere korrigerede forskydningen og lagrede dataene, som blev noget i retning af en jordskælvsinfralydsoptagelse.
Denne post blev klassificeret i satellitdataene, indtil et team af videnskabsmænd ledet af Rafael F. Garcia udgav dette dokument.
Den første lyd indunivers
Hvis det var muligt at gå tilbage i tiden, til omkring de første 760.000 år efter Big Bang, kunne man finde ud af, om der er lyd i rummet. På det tidspunkt var universet så tæt, at lydbølger kunne bevæge sig frit.
Nogenlunde på samme tid begyndte de første fotoner at rejse gennem rummet som lys. Derefter blev alt endelig afkølet nok til, at subatomære partikler kunne kondensere til atomer. Inden afkølingen fandt sted, var universet fyldt med ladede partikler - protoner og elektroner - der absorberede eller spredte fotoner, de partikler der udgør lyset.
I dag når den Jorden som et svagt skær fra mikrobølgebaggrunden, kun synligt for meget følsomme radioteleskoper. Fysikere kalder dette relikvie stråling. Det er det ældste lys i universet. Det besvarer spørgsmålet om, hvorvidt der er lyd i rummet. CMB indeholder en optagelse af den ældste musik i universet.
Lys til at hjælpe
Hvordan hjælper lys os med at vide, om der er lyd i rummet? Lydbølger rejser gennem luft (eller interstellar gas) som tryksvingninger. Når gassen komprimeres, bliver den varmere. På en kosmisk skala er dette fænomen så intenst, at stjerner dannes. Og når gassen udvider sig, køler den ned. Lydbølger, der forplantede sig gennem det tidlige univers, forårsagede små tryksvingninger i det gasformige miljø, hvilket igen efterlod subtile temperatursvingninger reflekteret i den kosmiske mikrobølgebaggrund.
Brug af temperaturændringer, fysikUniversity of Washington John Kramer formåede at genoprette disse uhyggelige lyde fra rummet - musikken fra det ekspanderende univers. Han gangede frekvensen med 1026 gange, så menneskelige ører kunne høre ham.
Så ingen hører rigtigt skriget i rummet, men der vil være lydbølger, der bevæger sig gennem skyer af interstellar gas eller i de sjældne stråler fra Jordens ydre atmosfære.
