science >> Wetenschap >  >> Natuur

Je leeft in een enorm muziekinstrument - en zo klinkt het

Krediet:NOAA/NASA GOES-project

De Ouden geloofden dat de aarde werd omringd door hemelsferen, die goddelijke muziek voortbrachten als ze bewogen. We leefden, bij wijze van spreken, in een enorm muziekinstrument. Dit klinkt misschien gek, maar de moderne wetenschap heeft ze tot op zekere hoogte gelijk gegeven. Satellieten die geluidsgolven opnemen die resoneren met de magnetosfeer van de aarde - de magnetische bel die ons beschermt tegen ruimtestraling - laten zien dat we inderdaad in een enorme, magnetisch muziekinstrument.

Er zijn twee belangrijke dingen die bepalen hoe de noten van muziekinstrumenten klinken:de grootte en vorm van het instrument en de snelheid van het geluid door het hele instrument. Deze bepalen de toonhoogte van de noten en het timbre, het karakter of de kwaliteit van het geluid, via de staande golven of resonanties die in het instrument worden opgewekt als geluidsgolven eromheen kaatsen. Het is elegant eenvoudig, verklaart toch de rijke verscheidenheid aan muzikale klanken die mogelijk zijn.

Hetzelfde geldt in de beschermende magnetosfeer van de aarde, die wordt uitgehouwen door de zonnewind. Er zijn altijd een paar geluidsgolven - schommelingen in druk die door het medium waarin ze zich bevinden - rondreizen in de ruimte.

We zullen, het zijn niet precies hetzelfde soort geluidsgolven die we op aarde krijgen. De ruimte is gevuld met plasma in plaats van met normaal gas:een andere toestand van materie gemaakt van geladen deeltjes die elektrische en magnetische velden kunnen genereren en erdoor kunnen worden beïnvloed. Door dit soort interacties kan het plasma-equivalent van geluidsgolven ontstaan:magnetosonische golven. Ook dit zijn drukgolven, maar met wat extra magnetisme.

Magnetische muziek.

Dergelijke "magnetosonische" golven kunnen rondkaatsen in de magnetosfeer en veroorzaken vaak "resonanties", waar de frequentie precies goed is, zodat deze golven groeien en groeien in energie in plaats van snel uit te doven.

De meeste muziekinstrumenten ondersteunen slechts één type resonantie – of dat nu de trillingen van een snaar, zoals in een gitaar, oppervlaktegolven op een membraan zoals op een trommel, of geluid in een holte zoals in een fluit. Echter, de magnetosfeer heeft analogen van alle drie deze soorten resonantie die tegelijkertijd plaatsvinden.

Een ander verschil tussen het magnetische instrument van de aarde en de instrumenten waar we meer aan gewend zijn, is hoe het in de tijd verandert. Speel een noot op een muziekinstrument een paar minuten, uren of zelfs dagen uit elkaar en je zou niet veel verschil verwachten in het geproduceerde geluid. Dat komt omdat er niet veel veranderd is. Zeker wel, uiteindelijk moet het instrument misschien opnieuw worden gestemd door bijvoorbeeld de snaren aan te spannen, maar dat is meestal pas na een tijdje.

Constant opnieuw afstemmen

De magnetosfeer, anderzijds, verandert bijna altijd - het groeit en krimpt in directe reactie op de altijd fluctuerende zonnewind. Je zou denken dat dit de noten van de magnetosfeer zou veranderen, gegeven hoe een muziekinstrument werkt.

Dit is een onderwerp waar ik de afgelopen tijd mee bezig ben geweest. Het probleem is dat je niet alleen kunt luisteren naar hoe de noten veranderen, omdat het vaak niet mogelijk is om zeker te weten wat de gedetecteerde golven heeft getriggerd of wat voor soort resonantie is opgebouwd. simpelweg omdat we niet overal in dit "instrument" satellieten hebben die naar deze geluiden luisteren.

Een mogelijke manier om dit te omzeilen is om te berekenen hoe alle verschillende soorten biljetten zouden moeten veranderen met behulp van computermodellen van de magnetosfeer onder de verschillende waargenomen omstandigheden. Deze benadering heeft een aanzienlijke mate van variabiliteit in deze notities gesuggereerd, ongeveer 35 tot 105 procent. Dit is vergelijkbaar met tussen vijf halve tonen en een heel octaaf. Dankbaar, deze modellen hebben ook ten minste enkele van de controlerende factoren onthuld, zoals de dichtheid van de zonnewind. Natuurlijk, dit zijn slechts berekeningen en moeten worden getoetst aan de werkelijkheid om zeker te zijn, dus er is nog werk aan de winkel.

We kunnen deze magnetosonische golven in de ruimte niet echt horen - de niveaus liggen ver onder de menselijke gehoordrempel. Maar satellieten kunnen het geluid opvangen en we kunnen ze dan versterken en op tijd platdrukken om ze hoorbaar te maken.

Deze notities zijn verborgen tussen de volledige set ruimtegeluiden die ik online heb gepost en nu kun je het hele lot downloaden om ermee te doen wat je wilt. In feite, Als onderdeel van een wedstrijd nodig ik korte films uit waarin deze geluiden op een creatieve manier zijn verwerkt. Dit is je kans om het vreemde magnetische muziekinstrument te bespelen dat je ongewild in je hele leven hebt geleefd - of je nu goddelijke melodieën weet te produceren of niet.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.