Ένα νέο μυστήριο για τους επιστήμονες: Πώς ταξιδεύει ο ήχος στον Άρη;
Χρησιμοποιώντας εξοπλισμό στο ρόβερ Perseverance για τη μελέτη της ατμόσφαιρας στον Άρη, οι επιστήμονες μπόρεσαν να καθορίσουν μια ταχύτητα διάδοσης του ήχου στον κόκκινο πλανήτη που είναι πολύ διαφορετική από αυτή στη Γη.
Τα ευρήματα των επιστημόνων υποδηλώνουν ότι η προσπάθεια να μιλήσουμε στον Άρη θα μπορούσε να παράγει περίεργα αποτελέσματα, καθώς οι υψηλότεροι τόνοι φαίνεται να ταξιδεύουν πιο γρήγορα από τα μπάσα. Δεδομένου ότι οι άνθρωποι δεν μπορούν να αναπνεύσουν στον Άρη, σίγουρα δεν θα μπορούν να επαληθεύσουν αυτόν τον ισχυρισμό, αλλά οι επιστήμονες διασκέδασαν σκεπτόμενοι πώς θα έμοιαζε, αναφέρει το Science Alert.
Από επιστημονική άποψη, τα ευρήματα του Baptist Chaid, ενός πλανητικού επιστήμονα από το Εθνικό Εργαστήριο του Λος Άλαμος, που δημοσιεύθηκαν στο 53ο Συνέδριο για τη Σεληνιακή και Πλανητική Επιστήμη, οι ταλαντώσεις υψηλής θερμοκρασίας που ανακαλύφθηκαν στην επιφάνεια του Άρη απαιτούν περαιτέρω έρευνα.
Ο ήχος δεν ταξιδεύει πάντα με την ίδια ταχύτητα
Η ταχύτητα του ήχου δεν είναι καθολική σταθερά. Μπορεί να αλλάξει, ανάλογα με την πυκνότητα και τη θερμοκρασία του περιβάλλοντος μέσα από το οποίο ταξιδεύει. Όσο πιο πυκνό είναι το μέσο, τόσο πιο γρήγορα πηγαίνει. Γι’ αυτό ο ήχος ταξιδεύει περίπου 343 μέτρα το δευτερόλεπτο στην ατμόσφαιρά μας στους 20 βαθμούς Κελσίου, αλλά και 1.480 μέτρα το δευτερόλεπτο στο νερό και 5.100 μέτρα το δευτερόλεπτο μέσω του χάλυβα.
Η ατμόσφαιρα του Άρη είναι πολύ πιο σπάνια από τη Γη, περίπου 0,020 κιλά ανά κυβικό μέτρο, σε σύγκριση με περίπου 1,2 κιλά ανά κυβικό μέτρο στη Γη. Έτσι, είναι σαφές ότι ο ήχος θα ταξίδευε διαφορετικά στον κόκκινο πλανήτη. Αλλά η ατμόσφαιρα ακριβώς πάνω από την επιφάνεια, γνωστή ως Planetary Boundary Layer, έχει πρόσθετες επιπλοκές: κατά τη διάρκεια της ημέρας, η θέρμανση της επιφάνειας δημιουργεί μια αγωγική προς τα πάνω ροή που δημιουργεί ισχυρές αναταράξεις.
Τα μικρόφωνα βοήθησαν τους επιστήμονες
Τα συμβατικά όργανα για τη δοκιμή επιφανειακών θερμικών κλίσεων είναι πολύ ακριβή, αλλά λόγω διαφόρων διαταραχών μπορούν να δώσουν λανθασμένα δεδομένα. Ευτυχώς, το rover “Perseverance” έχει κάτι μοναδικό: μικρόφωνα που επιτρέπουν στους επιστήμονες να ακούν ήχους από τον Άρη και ένα λέιζερ που μπορεί να πυροδοτήσει τέλεια χρονομετρημένο ήχο.
Το μικρόφωνο στη Supercam είναι ενεργοποιημένο για να καταγράφει ηχητικά κύματα ενώ το λέιζερ ρόβερ παίρνει δείγματα πετρωμάτων και χώματος στην επιφάνεια του Άρη.
Αυτό, όπως αποδείχθηκε, επέτρεψε στον Chaid και την ομάδα του να μετρήσουν το χρόνο μεταξύ του χτυπήματος λέιζερ και του ήχου που έφτασε στο μικρόφωνο Supercam στα 2,1 μέτρα πάνω από την επιφάνεια , προκειμένου να μετρήσουν την ταχύτητα του ήχου στην επιφάνεια.
Τα αποτελέσματα υποστηρίζουν τις υποθέσεις που έγιναν χρησιμοποιώντας προηγούμενες γνώσεις για την ατμόσφαιρα του Άρη και επιβεβαίωσαν ότι ο ήχος ταξιδεύει στην ατμόσφαιρα κοντά στην επιφάνεια με ταχύτητα περίπου 240 μέτρων ανά δευτερόλεπτο.
Θα ήταν ενδιαφέρον να δούμε πώς θα εξελισσόταν η συζήτηση στον Άρη
Ωστόσο, το παράξενο του μεταβαλλόμενου ηχητικού τοπίου του Άρη είναι κάτι που εξέπληξε εντελώς τους επιστήμονες.
Οι συνθήκες στον Άρη οδηγούν σε μια ασυνήθιστη κατάσταση που δεν έχει παρατηρηθεί πουθενά μέχρι στιγμής.
«Λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων των μορίων διοξειδίου του άνθρακα χαμηλής πίεσης, ο Άρης είναι ο μόνος πλανήτης στο ηλιακό σύστημα του οποίου η ατμόσφαιρα αλλάζει την ταχύτητα του ήχου ακριβώς στη μέση του εύρους ζώνης του ήχου (20 Hertz έως 20.000 Hertz)», είπαν οι ερευνητές. .
Σε συχνότητες πάνω από 240 Hertz, οι τρόποι δόνησης των μορίων διοξειδίου του άνθρακα που ενεργοποιούνται από σύγκρουση δεν έχουν αρκετό χρόνο για να χαλαρώσουν ή να επιστρέψουν στην αρχική τους κατάσταση.
Το αποτέλεσμα είναι ότι ο ήχος ταξιδεύει περισσότερα από 10 μέτρα το δευτερόλεπτο πιο γρήγορα σε υψηλότερες συχνότητες από ό,τι σε χαμηλές συχνότητες.
Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε αυτό που οι ερευνητές αποκαλούν «μοναδική εμπειρία ακρόασης» στον Άρη, με υψηλότερους ήχους να φτάνουν στον ακροατή και όχι χαμηλότερους.
Η έρευνα συνεχίζεται
Δεδομένου ότι όλοι οι αστροναύτες που θα ταξιδέψουν ποτέ στον Άρη θα πρέπει να φορούν διαστημικές στολές υπό πίεση με εξοπλισμό επικοινωνιών ή να ζουν σε ενδιαιτήματα υπό πίεση, αυτό είναι απίθανο να είναι πρόβλημα για αυτούς – αλλά ας πούμε ότι θα μπορούσε να είναι ενδιαφέροντες συγγραφείς επιστημονικής φαντασίας.
Καθώς η ταχύτητα του ήχου αλλάζει λόγω των διακυμάνσεων της θερμοκρασίας, η ομάδα μπόρεσε επίσης να χρησιμοποιήσει ένα μικρόφωνο για να μετρήσει μεγάλες και γρήγορες αλλαγές στη θερμοκρασία στην επιφάνεια του Άρη που άλλοι αισθητήρες δεν μπορούσαν να ανιχνεύσουν.
Αυτά τα δεδομένα μπορεί να βοηθήσουν στην κάλυψη κάποιων κενών στο ταχέως μεταβαλλόμενο πλανητικό οριακό στρώμα του Άρη. Η ομάδα σχεδιάζει να συνεχίσει να χρησιμοποιεί δεδομένα από το Superca για να προσδιορίσει εάν οι ημερήσιες και εποχιακές διακυμάνσεις μπορούν να επηρεάσουν την ταχύτητα του ήχου στον Άρη.
...
