仉博簡(jiǎn)
當(dāng)一顆流星呼嘯地穿過地球的上層大氣時(shí),對(duì)于我們來(lái)說,這是一場(chǎng)無(wú)聲的表演。大多數(shù)的流星會(huì)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(yuǎn)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(dá)地面。
然而,多年來(lái),許多的目擊報(bào)告記載到,流星出現(xiàn)時(shí)有一種奇怪的“滋滋”聲與之相伴,聽起來(lái)就像有人在煎蛋。但流星那里產(chǎn)生的聲音應(yīng)該是在流星消失后許久才會(huì)傳過來(lái),所以這些報(bào)告常被當(dāng)成是人的誤判。
但在最近,來(lái)自美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)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(jī)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(shí)存在,但它們不是來(lái)自流星周圍空氣分子的振動(dòng),而是來(lái)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(jī)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(shí)是一系列閃光——亮度會(huì)忽明忽暗的光——組合而成的。這是因?yàn)榇蠖鄶?shù)流星變成火球時(shí),燃燒是很不穩(wěn)定的。而流星燃燒時(shí)的溫度可以接近太陽(yáng)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(shí),它們溫度的升降會(huì)引起體積的脹縮,擾動(dòng)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(wàn)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(yīng),是美國(guó)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(lái)如煎蛋
研究人員還對(duì)他們的想法進(jìn)行了測(cè)試。在消聲室(一間能隔離外界所有聲音的實(shí)驗(yàn)室)中,他們放置了一個(gè)LED燈和一個(gè)麥克風(fēng)。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(bào)告相同的聲音——“啪啪”的、“滋滋”的、“沙沙”的聲音。當(dāng)LED燈以1000赫茲的頻率閃爍時(shí),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(gè)測(cè)試證實(shí)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(dǎo)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?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(jī)會(huì)聽到與流星相伴的“滋滋”聲。
所以,如果你能夠幸運(yùn)地發(fā)現(xiàn)一顆流星,仔細(xì)聽,它可能還在跟你說話。