Czy w kosmosie faktycznie słychać dźwięki

Powszechnie znane powiedzenie "w kosmosie nikt nie usłyszy twojego krzyku" utrwalane przez popularne filmy science fiction, takie jak "Obcy" z 1979 roku, nie jest do końca prawdziwe. Choć co do zasady przestrzeń kosmiczna jest bliska próżni, nauka odkryła zjawiska, które świadczą o obecności dźwięków w kosmosie.

To, co uważamy za dźwięk, to po prostu drgania przechodzące przez jakiś materiał. Gdyby kosmos był idealną próżnią, rzeczywiście nie byłoby w nim dźwięków. Jednak przestrzeń międzyplanetarna jest mniej pusta, niż się wydaje. Każdy centymetr sześcienny zawiera pewną liczbę cząsteczek - atomy, molekuły lub cząstki subatomowe. W ośrodku międzygwiazdowym na metr sześcienny przypada około 100 cząstek, podczas gdy w ośrodku międzygalaktycznym jest to jedna cząstka na metr sześcienny.

W niektórych obszarach kosmosu, takich jak mgławice, gęstość materii jest znacznie wyższa. Na przykład typowa gęstość mgławicy Oriona to około 10 000 cząstek na centymetr sześcienny. To wystarczająco dużo, aby fale dźwiękowe mogły się rozprzestrzeniać, choć nie w sposób, który byłby słyszalny dla ludzkiego ucha bez odpowiednich przyrządów.

Jednym z najciekawszych odkryć w tej dziedzinie było zarejestrowanie fal dźwiękowych wokół czarnej dziury w gromadzie galaktyk w gwiazdozbiorze Perseusza, znajdującej się ponad 230 milionów lat świetlnych od Ziemi. Astronomowie odkryli, że supermasywna czarna dziura w centrum tej gromady emituje fale, które mogą się rozprzestrzeniać dzięki gęstszemu gazowi otaczającemu tę gromadę galaktyk.

Andrew Fabian z Institute of Astronomy w Cambridge wyjaśnia, że dźwięk w tym przypadku jest generowany przez dwie duże wnęki wypełnione gazem gorętszym od otoczenia. Ciepło to pochodzi z energii emitowanej z okolic czarnej dziury, gdy przyspiesza ona materię niemal do prędkości światła tuż przed jej pochłonięciem. Proces ten przypomina dźwięk wytwarzany, gdy "dziecko dmucha przez słomkę w szklance mleka". Co około 10 milionów lat nowa fala rozchodzi się z wnętrza tego systemu.

Naukowcy wykorzystują proces zwany sonifikacją, aby przekształcić różne zjawiska kosmiczne w dźwięki słyszalne dla ludzkiego ucha. Sondy kosmiczne wyposażone w magnetometry i detektory cząstek rejestrują fale plazmowe, które następnie są przetwarzane na sygnały dźwiękowe. Ten proces pozwala naukowcom "usłyszeć" zjawiska takie jak fale elektromagnetyczne czy grawitacyjne.

Słynne "dźwięki" przypisywane czarnej dziurze w gromadzie Perseusza to w rzeczywistości przetworzone fale ciśnienia przekształcone na częstotliwości słyszalne dla ludzkiego ucha. Podobnie NASA i inne agencje kosmiczne regularnie publikują przetworzone dane z różnych instrumentów naukowych jako dźwięki, aby lepiej zrozumieć zachodzące w kosmosie procesy.

Warto też wspomnieć o falach dźwiękowych występujących w atmosferach planet. Wszystkie planety naszego Układu Słonecznego (z wyjątkiem Merkurego) oraz księżyc Saturna Tytan posiadają atmosferę, w której mogą rozchodzić się dźwięki. Prędkość dźwięku różni się w zależności od planety - na Uranie i Neptunie jest ona mniejsza niż na Saturnie i Jowiszu, głównie z powodu niższej temperatury.

Fascynującym odkryciem ostatnich lat są również fale grawitacyjne wykryte przez Laserowe Interferometryczne Obserwatorium Fal Grawitacyjnych (LIGO). Nie są to dźwięki w tradycyjnym znaczeniu, ale zmarszczki w czasoprzestrzeni spowodowane kataklizmicznymi zdarzeniami, takimi jak łączenie się dwóch czarnych dziur. Naukowcy przekształcają dane dotyczące tych fal na dźwięki - ostatnie momenty spiralnego wchodzenia dwóch czarnych dziur w siebie można "usłyszeć" jako charakterystyczne ćwierkanie.

Dla astronautów przebywających w przestrzeni kosmicznej rzeczywistość jest jednak inna. W otwartej przestrzeni kosmicznej nie słyszą oni dźwięków z zewnątrz, ponieważ ich skafandry są izolowane od próżni. Mogą komunikować się jedynie przez system łączności. Natomiast wewnątrz stacji kosmicznych, gdzie jest atmosfera, astronauci słyszą dźwięki normalnie.

Choć kosmos nie jest wypełniony dźwiękami w takim sensie, jak znamy je na Ziemi, to jednak różne zjawiska fizyczne generują fale, które można interpretować jako dźwięki. Co więcej, obecność tych fal jest kluczowa dla procesu formowania się planet. 

Naukowcy sugerują, że gdyby nie obecność swoistych "dźwięków" w kosmosie, cząsteczki miałyby tendencję jedynie do krążenia wokół gwiazd, nie tworząc planet. Innymi słowy, gdyby nie te kosmiczne wibracje, nasza planeta prawdopodobnie by nie powstała, a my byśmy nie istnieli.