Все услышат ваш крик в космосе: физики научились передавать звук в вакууме, но есть проблема

Знаменитый слоган из фантастического ужастика "Чужой", вероятно, придется несколько модифицировать, поскольку утверждение о том, что "в космосе никто не услышит ваш крик", неожиданно устарело. Физикам удалось изобрести метод, позволяющий передавать волны в космическом вакууме.

Об этом говорится в исследовании, опубликованном в журнале Communications Physics. Правда, как и большинство прорывных идей, это имеет определенные ограничения.

Как известно, звук на Земле передается благодаря вибрациям, двигающимся сквозь воздух. Причем плотность воздуха способна изменять то, как мы слышим звук: ваш голос на Марсе, Венере или на Земле будет звучать совсем по разному.

В космосе же звук просто не способен "путешествовать" сквозь пространство, поскольку воздух отсутствует, а значит и вибрировать нечему. Поэтому ни крики, ни взрывы не имеют никакого смысла в вакууме и сопровождаются полной тишиной.

Но, вероятно, в обозримом будущем это все может измениться. Пара финских физиков из Центра нанонауки Университета Ювяскюля Жуоран Генг и Илари Маасилта смогли сделать так, чтобы звуковые волны передавались через безвоздушную пустоту. Проблема лишь в том, что их метод действует только на довольно коротких расстояниях.

Если говорить языком науки, метод основан на использовании пьезоэлектрических материалов для преобразования звуковых волн в электрическое поле, которое способно пересечь вакуум, а затем превратиться обратно в звуковые волны на другой стороне.

К пьезоэлектрическим материалам, как отмечают физики, относятся кристаллы (например, турмалин и кварц), некоторые виды керамики и полимеров, а также некоторые полупроводники, такие как оксид цинка.

Особенностью этих материалов является то, что они производят электрическое напряжение, когда на них нажимают, изгибают, растягивают или воздействуют вибрациями.

Поэтому для коммуникации в космосе человеку нужно будет стать перед пьезоэлектрической пластиной и заговорить к ней. Звук заставит воздух вибрировать, и эти вибрации пройдут через пластину, создавая электрическое поле. Это поле пройдет через вакуум, толкая и притягивая заряженные частицы – такие, как во второй пьезопластине с другой стороны вакуума. Таким образом, ваш крик будет двигаться от одной пластины к другой в форме электрического поля, но столкнувшись с другой пластиной снова превратится в звуковую волну.

Исследователи признают, что в большинстве случаев эффект передачи звука таким образом был не слишком велик, но они обнаружили случаи, когда "полная энергия волны перескакивает через вакуум со 100% эффективностью".

Главная же проблема с идеей в том, что промежуток между двумя пьезоэлектрическими материалами должен быть меньше длины передаваемых звуковых волн.

Если взять среднестатистического человека, его крик может преодолеть от 1 до 12 метров. Самые глубокие звуки, которые может услышать человек, имеют длину волн около 18 метров.

Как отмечает Inverse, Генг и Маасилта говорят, что их метод может быть полезен в крошечных системах, сочетающих электрические и механические части, как, например, некоторые типы датчиков или даже для контроля температуры. Другие команды инженеров уже несколько лет экспериментируют со способами использования звуковых волн для перемещения тепла.

Ранее OBOZREVATEL рассказывал о том, что в космосе произошел "идеальный" взрыв, не имеющий смысла и противоречащий законам физики.

Подписывайтесь на каналы OBOZREVATEL в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.