Jak głośne byłoby Słońce?

Dźwięk nie może przemieszczać się w przestrzeni kosmicznej. Ale gdyby mógł, jak głośne byłoby Słońce? Czy dźwięk byłby niebezpieczny dla życia na Ziemi, czy ledwo go usłyszymy z tej odległości?

Słońce jest niesamowicie głośne. Powierzchnia generuje tysiące do dziesiątek tysięcy watów mocy akustycznej na każdy metr kwadratowy. To mniej więcej 10 do 100-krotność strumienia mocy przez głośniki na koncercie rockowym lub z przodu syreny policyjnej. Z wyjątkiem „powierzchni głośników” w tym przypadku jest cała powierzchnia Słońca, około 10 000 razy większa niż powierzchnia Ziemi.

Pomimo tego, co powiedział „user10094”, tak naprawdę wiemy, jak brzmi „Słońce” - instrumenty takie jak HMI SDO lub MDI SOHO lub naziemne obserwatorium GONG mierzą przesunięcie Dopplera wszędzie na widocznej powierzchni Słońca, a my faktycznie widzi fale dźwiękowe (cóż, fale infradźwięków) rezonujące w Słońcu jako całości! Całkiem fajnie, co? Ponieważ Słońce jest duże, fale dźwiękowe rezonują z bardzo głębokimi częstotliwościami - typowe tryby rezonansowe mają 5-minutowe okresy i jest ich około miliona jednocześnie.

Tryby rezonansowe w Słońcu są przez coś wzbudzone. Tym czymś jest ogromne, szerokopasmowe przyspieszenie konwekcyjnych turbulencji. Ciepło jest przenoszone na powierzchnię Słońca przez konwekcję - gorący materiał unosi się przez zewnętrzne warstwy, dociera do powierzchni, ochładza się (promieniując światło słoneczne) i tonie. „Typowa” komórka konwekcyjna jest wielkości Teksasu i nazywa się ją „granulką”, ponieważ patrząc przez teleskop wyglądają jak małe ziarna. Każdy (wielkości Teksasu, pamiętaj) podnosi się, rozprasza światło i tonie w ciągu pięciu minut. To powoduje cholerę rakiety. Jednocześnie na całej powierzchni Słońca jest około 10 milionów takich obiektów. Większość tej energii dźwiękowej odbija się z powrotem bezpośrednio w Słońce, ale część z niej dostaje się do słonecznej chromosfery i korony. Nikt jeszcze nie jest pewien, ile energii dźwiękowej wydostaje się, ale najprawdopodobniej wynosi ona średnio od około 30 do około 300 watów na metr kwadratowy powierzchni. Niepewność pojawia się, ponieważ dynamika powierzchni Słońca jest trudna. W głębokim wnętrzu możemy udawać, że słoneczne pole magnetyczne nie wpływa zbytnio na fizykę i używamy hydrodynamiki, a na zewnątrz (koronę) możemy udawać, że sam gaz nie ma dużego wpływu na fizykę. Na warstwach granicznych nad widoczną powierzchnią nie ma zastosowania żadne przybliżenie, a fizyka staje się zbyt trudna, aby była możliwa do przełożenia (jeszcze). możemy udawać, że słoneczne pole magnetyczne nie ma większego wpływu na fizykę i stosować hydrodynamikę, a na zewnątrz (koronę) możemy udawać, że sam gaz nie ma dużego wpływu na fizykę. Na warstwach granicznych nad widoczną powierzchnią nie ma zastosowania żadne przybliżenie, a fizyka staje się zbyt trudna, aby była możliwa do przełożenia (jeszcze). możemy udawać, że słoneczne pole magnetyczne nie ma większego wpływu na fizykę i stosować hydrodynamikę, a na zewnątrz (koronę) możemy udawać, że sam gaz nie ma dużego wpływu na fizykę. Na warstwach granicznych nad widoczną powierzchnią nie ma zastosowania żadne przybliżenie, a fizyka staje się zbyt trudna, aby była możliwa do przełożenia (jeszcze).

Jeśli chodzi o dBA, jeśli cały wyciekający dźwięk mógłby w jakiś sposób rozprzestrzenić się na Ziemię, zobaczmy ... Światło słoneczne na Ziemi jest tłumione około 10 000 razy na odległość (tj. Jest 10 000 razy jaśniejsze na powierzchni Słońca), więc jeśli 200 W / m2 dźwięku na Słońcu może w jakiś sposób rozprzestrzenić się na Ziemię, co daje intensywność dźwięku około 20 mW / m2. 0dB wynosi około 1pW / m2, więc to około 100dB. Na Ziemi około 150 000 000 kilometrów od źródła dźwięku. Dobrze, że dźwięk nie przemieszcza się w przestrzeni, co?

Dobrzy ludzie z projektu SOHO / MDI stworzyli pliki dźwiękowe rezonansowych oscylacji słonecznych, przyspieszając dane z ich instrumentu 43 000 razy. Możesz je usłyszeć tutaj, na stronie Solar Center . Ktoś inny zrobił to samo z instrumentem SDO / HMI i nałożył dźwięki na pierwsze filmy z SDO . Oba te dźwięki, które brzmią trochę jak drgające gumki, są silnie filtrowane z danych - z danych wydobywany jest szczególny rezonansowy tryb przestrzenny (kształt dźwięku rezonansowego), więc słyszysz głównie ten konkretny tryb rezonansowy . Rzeczywisty niefiltrowany dźwięk jest znacznie bardziej kakofoniczny, a dla ucha brzmiałby mniej jak dźwięk rezonansowy, a bardziej jak hałas.

Chociaż post Sir Cumference jest bardzo intrygującą odpowiedzią, ale obawiam się, że jest źle. Powierzchnia Słońca jest wyraźnie w ruchu, ale niekoniecznie powoduje to promieniowanie słyszalnego dźwięku, nawet jeśli Słońce i Ziemia znajdują się w płynnym ośrodku (takim jak powietrze), który umożliwi przenoszenie dźwięku.

Aby wyjaśnić, dlaczego tak naprawdę możemy zastosować tę samą linię analizy do oceanu ziemskiego. Powierzchnia bardzo się porusza, więc dźwięk powinien promieniować. Jednak nic nie słyszymy, chyba że jesteś naprawdę blisko i masz fale rozbijające.

$150 \cdot 10^{12} m^2$$5 \cdot 10^{24} W$

Dlaczego nie Aby dźwięk rzeczywiście promieniował, powierzchnia musi poruszać się równomiernie. Dla każdej fali oceanicznej, która porusza powietrze w górę, w pobliżu znajduje się fala, która przesuwa powietrze w dół, więc wkład po prostu się anuluje. Technicznie rzecz biorąc, musimy obliczyć moc przez całkowanie normalnej intensywności na całej powierzchni, intensywność ma równe ilości dodatnich i ujemnych składników, a suma nad nimi wynosi zero.

To ten sam powód, dla którego umieściłeś głośnik w pudełku: na wolnym powietrzu ruch powietrza z przodu stożka i z tyłu stożka po prostu się anuluje, więc umieścisz go w pudełku, aby pozbyć się dźwięk z tyłu.

Myślę więc, że prawdziwa odpowiedź brzmi: absolutnie nic nie słychać, ponieważ dźwięk pochodzący z różnych części powierzchni Słońca wzajemnie się znosi. Promieniowanie dźwięku na tej odległości wystąpiłoby tylko wtedy, gdyby powierzchnia Słońca poruszała się równomiernie, tzn. Całe Słońce rozszerza się lub kurczy. Dzieje się tak do pewnego stopnia, ale tylko przy bardzo, bardzo niskich częstotliwościach, które są niesłyszalne i gdzie promieniowanie dźwięku jest znacznie mniej wydajne.