上周,一阵风吹过 Elysium Planitia,这是横跨火星赤道的亚热带平原。它像火星上的风一样,卷起小漩涡,拨动着岩石,但也震动了 NASA 的“洞察号”着陆器——它是一个 最近才抵达 红星的探测器。
“洞察号”在阵风经过时一直在倾听,用两个传感器捕捉其副作用。地震仪目前安装在探测器上,但很快就会被移到附近的地表,它捕捉到了太阳能电池板的振动,这些振动刚好处于人耳可以听到的低频范围内,前提是你的耳机低音效果很好。气压传感器也直接捕捉到了空气中的振动,这更接近于我们对声音的理解。周五,NASA 发布了一张星际混音专辑,其中包含原始录音以及更适合人耳的混音版本。
曲目列表如下:
- 地震仪原始录音(0:36 – 0:55)
- 地震仪录音升高两个八度(0:55 – 1:10)
- 气压传感器录音压缩一百倍(1:10 – 1:39)
康奈尔大学研究员、曾参与气压传感器工作的 Don Banfield 表示:“你听到的只是吹在我们附近所有物体上的风声。”
如果录音让你觉得有些不真实,那是因为它确实来自另一个世界。火星上的空气与我们所知的地球空气完全不同,其行为也相应地很奇特。
最值得注意的是,尽管风速估计为每小时 10 到 15 英里,但其音调却非常低,以至于无法听到。Banfield 说,为了使声音可听,他的团队不得不以一百倍的速度播放录音——这意味着最后 29 秒的录音实际上是在火星上经过 48 分钟才完成的。
当风遇到物体时,就像河流中的水流遇到岩石和原木一样,会不断地产生小涡流。这些涡流会产生更小的涡旋,并不断重复这个过程,直到没有足够的能量来维持更小的涡旋。风在我们听起来有多高或多低,取决于到达我们耳朵的涡旋的大小。
Banfield 说,地球上的涡旋尺寸可以小到远低于一毫米,而在火星上,这个过程往往在约一厘米处就停止了。由于火星大气层比地球稀薄一百倍,它无法携带足够的能量来达到更小的尺度。因此,你就会听到超低频、隆隆作响的风声。
但这并不意味着所有火星上的微风都听不见。Banfield 估计,宇航员肯定会注意到任何风速约为每小时 30 英里的阵风。“我认为那会是一种低沉的嗡嗡声,而不是我们在刮风天听到的高频‘嘶嘶’白噪声,”他说。
他说,在火星上说话也会很困难。抛开脱掉宇航服的健康风险不谈,火星上的空气不像地球空气那样能很好地传递人声。我们的空气主要由氮气组成,而火星上的空气几乎完全是二氧化碳。二氧化碳分子的尺寸和形状使其容易在人类声带产生的振动作用下旋转,这种旋转会从声波中消耗能量,使声波迅速衰减。好消息是,未来的火星前哨基地不必担心噪音投诉。
记录火星声音的设想最早是由天文学家卡尔·萨根激发的,他曾建议 NASA 在 1996 年进行这样的录音。“即使这次实验只录制了几分钟的火星声音,”萨根在信中写道,“公众的兴趣也会很高,科学探索的机会也是真实的。”
NASA 与萨根创立的行星协会合作,为“火星极地着陆器”添加了一个简单的麦克风。但该设备在 1999 年随着探测器坠毁在火星表面而失踪。
Banfield 说,他的团队希望在未来两年内听到除风以外的其他声音来源,例如爆炸的流星。两个传统的麦克风也将随即将于 2020 年发射的火星探测器一同前往火星,让萨根的梦想得以延续。