在遥远的宇宙中，两个黑洞碰撞后，我们在这里听到了一种微弱的“哔”声——就像一滴水的声音。木星上的闪电则以卡通人物从悬崖上摔下来的声音一样，发出一种下降的音调。曾经寂静的天体，从恒星、行星到微小的亚原子粒子，都在呼啸、鸣叫、歌唱。
但科学家们在对它们进行“声化”之前是听不到这些声音的。声化是指将信息表示为声音，而这些信息可能与声音有关，也可能无关。将最难理解的物理概念转化为更广泛受众能理解的信息，这有着悠久的历史。但对一些人来说，声化只是无意义的噪音。因此，我们请音乐家 Simonne Jones 将这些声音转化为我们都能欣赏的东西：音乐。
这首名为《炼金术》（Alchemy）的歌曲融合了今年一些重要的声化成果。其中包括碰撞黑洞引力波发出的“啁啾”声，以及将 大型强子对撞机（世界上最大的原子粉碎机）的实时数据转化为声音所产生的空灵音调。
琼斯本人拥有生物医学学位，并于去年五月发行了她的最新单曲《引力》（Gravity）。她在歌词和制作中经常将科学与声音融为一体。
《炼金术》的标题来源于中世纪人们对科学的神奇看法，这种看法至今仍然适用。琼斯告诉《Popular Science》：“基本上，我们仍在试图将这些神秘的想法转化为对世界的理解。”她表示，科学家们就像炼金术士一样，在做着“一种可能很容易被误认为是巫术或禁忌的事情”。琼斯希望像《炼金术》这样的歌曲能将科学呈现给大众，让人们对这些想法感到更自在。
琼斯说，《炼金术》以一种微妙的方式呈现了物理学，讲述了一个“爱的黑色魔法化学”的故事。但科学仍然贯穿于歌曲的核心。
声音只是通过介质传播的扰动，通常是空气。声音的来源无穷无尽。假设我把一首歌放到扬声器里。扬声器会产生空气分子的振动，这些分子会剧烈地碰撞。这种振动向前传播，直到分子撞击到你的耳膜。你的大脑会将这些振动识别为节拍和音符，并将其转化为声音。
在行星际和星际空间中，声音并不常见。声音无法在没有气体等介质的情况下传播，就像海浪需要通过海洋才能传播一样。
但有些波，如光波和引力波，可以穿越真空，并且具有与声音完全对应的特性。频率衡量波峰出现的频率。我们的耳朵将声波的频率转化为音高，而我们的眼睛则将光波的频率转化为颜色。
振幅衡量波的高度。我们的耳朵将声波的振幅转化为响度，而我们的眼睛则将光波的振幅转化为亮度。收音机的工作原理就是这样，它将声音转化为电磁波，然后再转化为声音，尽管无线电波的颜色远远超出了彩虹的范围，我们的眼睛无法感知。
并非所有的声化都来自波。只要你能告诉声音合成器要演奏什么音符以及它的响度如何，你就可以将任何数据映射到噪音中。我可以让电脑说：“当蓝色汽车经过时，播放C音；当黑色汽车经过时，播放D音；当红色汽车经过时，播放E音”，通过在正确的时间发送正确的汽车组合，就能播放《玛丽有只小羊羔》。
至少自 20 世纪初以来，科学家们一直在将物理数据转化为声音。那时，物理学家汉斯·盖革（Hans Geiger）共同发明了盖革计数器。他找到了一种读取放射性元素辐射的方法，从而产生咔哒声。自那时以来，声化数据已成为向公众解释物理学的工具。
爱荷华大学的比尔·库尔特（Bill Kurth）就是一位声化师；在 1979 年的 NASA 旅行者新闻发布会上，他播放了木星闪电产生的下降的呼啸声。木星的闪电会产生一种向上传播的电磁波，这些电磁波会随着与行星 磁场 的相互作用而扩散和弯曲。
库尔特告诉《Popular Science》：“当你向公众展示图表时，‘他们的眼睛突然变得无神，就迷失了。’‘但如果我们能播放声音，而且这种声音大致类似于你坐在宇宙飞船里戴上耳机听到的声音，他们就能与之产生联系，就像看到月球的图像一样。’”
今年，他的团队再次从木星创造了声音，将朱诺号探测器收集到的数据声化。朱诺号探测器记录了行星的弓形激波，这是一种由木星磁场与太阳喷射出的粒子相互作用引起的声波。
在《炼金术》中，键盘的背景音轨采样了另一种类型的波：LIGO（激光干涉引力波天文台）科学家们在去年冬天呈现的引力波声音。
一百年前，爱因斯坦预测引力会以微小的扰动在宇宙中传播，导致空间拉伸和收缩。在 LIGO，激光被分成两束，一束通过 L 形隧道，并随着引力波的通过而与第二束激光产生相位差。激光的抖动使得科学家能够探测到引力波的频率和振幅：空间涟漪的频率有多高，以及涟漪的强度有多大。只要有频率和振幅，你就可以将这些波输入计算机并将其转化为声音。
LIGO 科学家们在二月份播放的引力波来自于两个黑洞，一个比太阳重 29 倍，另一个重 36 倍，它们相互螺旋运动，最终合并成一个更大的黑洞。
LIGO 记录到的这些波的振幅扰动非常小，比构成原子的粒子——质子——还要小得多，因此科学家们自然需要将它们放大很多，很多倍。LIGO 的信号对于普通人来说也太低了，不容易引起共鸣。
加州理工学院物理学教授兼 LIGO 研究员艾伦·温斯坦（Alan Weinstein）说：“我们……用计算机操纵我们的信号并提高它们的频率，使它们听起来更悦耳。”尽管如此，他说，“我想不到在 LIGO 中还有比这更有趣的声化应用来传播科学。”
《炼金术》还包含一个与我的“玛丽有只小羊羔”例子相似的声化。歌曲开头那些空灵、太空感的噪音来自于麻省理工学院研究人员的 Quantizer 项目，该项目将大型强子对撞机碰撞产生的粒子转化为声音。LHC 数据包含粒子类型和能量的信息。Quantizer 团队 创建了一个图，将粒子通过探测器的部分与音阶上的音符关联起来，以创建一种特殊的音频文件。音乐家，在这种情况下是麻省理工学院毕业生埃文·林奇（Evan Lynch），可以创建一个能够读取该文件的合成器或计算机程序，从而产生可听见的音符。
CERN 和 LIGO 的声音主要用于外展活动。我采访的大多数科学家都同意，通常无法通过声音来判断“那个黑洞大约是太阳大小的 30 倍”。
然而，一些人认为这些声音可以帮助研究人员理解和 relacionar 数据。曼彻斯特大学约翰斯·本克天体物理学中心副主任、声化师蒂姆·奥布莱恩（Tim O’Brien）说：“我认为我们没有理由不使用多种感官来获取这些信息。”“它实际上能让你对数据产生不同的感觉。这不仅仅是为了吸引非专业人士。有时你实际上会听到……一些你在视觉表示中没有发现的东西。”
外展活动仍然很重要。琼斯说，《炼金术》避免使用大科学术语，“所以那些不是科学爱好者、不理解术语的人，乍一看可能不知道这首歌是我对物理学的颂歌。”尽管如此，她认为这首歌和她的工作是展示更具存在意义的思想如何将思想家联系起来的一种方式。
她说：“炼金术士、科学家和艺术家试图理解和探索的问题是：我们是谁？我们从哪里来？我们为什么在这里？这一切意味着什么？”“这也是为什么我觉得科学与音乐的融合启发了我的艺术创作。这是这些看似截然不同的学科的总结，但它们都源于试图揭示宇宙奥秘的相同问题。”
