太空的声音

在太空能听到声音吗?

　　

　　当你坐在电影院或家中观看科幻大片时，片中激烈的星际战争场面和各种太空飞船爆炸、新式武器相互攻击的声音在你耳边此起彼伏，使你相信如果真的置身于星际战场中时，一定会被那些震耳欲聋的声音闹得无法安宁。但是，人类真的能听到来自太空的声音吗?真的能够听得见行星大爆炸的巨大响声和外星人的声音吗?

　　 为了解答这个问题，首先必须了解什么是声音?它是靠什么传播的?声音是一种压力波，它像光或者热量一样是以波长的形式传播的，与后者不同的是，声音的传播是通过分子振荡来完成的。所以，为了让声音传播，就要有某种具有分子的介质存在。在地球的大气层里，每立方厘米大约有10¹⁹个分子，声音可以通过振动空气内的分子传播到人的耳朵中，因此我们很容易听到声音。在1000千米以外的太空中，每立方厘米约有10⁶个分子，在行星间的太空中只有10个左右分子，而在星际太空中仅1个分子。与我们这个星球的浓厚大气层相比，太空就显得太稀薄了。它没有足够的分子撞击我们的耳辩使我们产生声音的感觉。所以，太空飞船座舱中的航天员可以听得到声音，因为座舱中有空气允许声音传播。但是，太空行走的航天员是听不到太空中声音的，因为他与声源之间的物质太少了，不采用特别的设备是听不到声音的。

　　对于太空中是否真正存在声音，绝大多数人认为在太空中是没有声音的。但是，实际上太空并不是完全的真空，在太空中还存在着气体，只是这样低密度和低压力的气体，对于像我们人类这样的生命体来说如同真空一般。我们的耳朵无法听到声音。为了探测太空中的声音，我们将需要多大的麦克风呢?假定所需要麦克风的体积只与介质中的分子数量有关，我们就可以估计需要多大尺寸的麦克风了。如果在我们星球的大气层中，只需要1厘米长的麦克风就可以接收到声音，那么在1000千米以外的太空则需要10“米长的麦克风，它的长度相当于从太阳到地球的距离!在行星间和星际太空间的情况更糟糕：行星间太空需要一个10¹⁶米长的麦克风，而星际太空将需要一个10¹⁷米长的麦克风，这相当于需要10光年长的麦克风才能接收到声音，要制造这样大尺寸的麦克风是不现实的。因此，即使宇宙中发生巨大的爆炸，太空中的人也听不到声音。但是我们可以通过技术手段探测到这些压力的变化，并且通过电子技术，使我们的耳朵可以听到它的声音。

　　可以肯定的是在太空里是有“声音”存在，只是由于没有介质传播，人听不到而已。但是在某些特定的情况下，太空行走的航天员也可以听到声音。第一种情况是通过无线电波的方式接收到声音。也就是说如果你是一名舱外活动的航天员，在舱外航天服中安装着无线电接收装置。那么你就可以听到你的同伴传来的无线电信号。由于无线电波是一种电磁波，可以在真空里传递，因此你的无线电接收装置一旦接收到你同伴传来的信号，就会立刻将它转化为声音，声音通过航天服内的空气传到你的耳中，你就可以听到声音了。科学家认为，那些不可知的外星生物发出的声音，可能只有在这种情况下，人类才能听到。

　　第二种情况是声音通过头盔与金属物体的碰撞，经航天服中的空气传播的。假设你在太空行走时，不小心头盔突然撞在飞船上，你将会听到这个撞击所发出的声音，它是通过头盔与航天服内的空气传播的。但是，由于你仍然处于近似真空中的太空中，无论你的脑袋多用力撞飞船，你旁边的航天员都不会听到任何撞击的声音。

　　第三种是通过“骨传导”方式来传播声音的。例如，一名航天员在迈出飞船的时候，将脸颊贴在飞船表面，座舱中的声波通过下巴与头骨上的骨骼直接进入了内耳，使航天员听到座舱里的声音。在日常生活中，我们也经常遇到这种情况。例如，我们在挠脑袋、吃饼干、刷牙时所发出的各种声音，都是通过骨传导的方式使我们听到的。

　　综上所述，在太空中尽管有很多声音的发源地，但人类如果不通过特殊的仪器，只靠耳朵是听不到任何声音的。所以，尽管好莱坞的编剧们制作了一个又一个精彩绝伦的声效特写，实际上只是他们为了获得更多观众的一种美好想象!

　　

　　航天员“听到”的神秘声音

　　

　　在太空航天员有时会听到奇怪的声音，这是怎么一回事?是不是外太空的声音传到航天员的耳朵中呢?例如“神五”返回后，央视邀请杨利伟作节目，主持人曾问杨利伟，你在太空上真的从没有害怕过吗?这个时候的杨利伟说了一句话，让电视机前的许多人，记忆犹新，他说：“有，当我在太空中听到一些从未听过的声音的时候……”这些声音是什么?是座舱中发出的声音，还是来自外太空?遗憾的是，当时“神五”没有加装录音存储设备，无法及时记录当时的情况，回到地面后，也无法再现那些神秘的声音。于是，这个声音一直是个谜，也被网上炒作得沸沸扬扬。直到这次“神七”航天员返回地面，才弄清楚，原来是因为飞船在轨道飞行时，它朝太阳时温度很高，而背太阳时温度很低，这种相差很大的温度，造成飞船材料的热胀冷缩，产生这种奇怪的声音。

　　

　　奇思妙想：未来的太空“声音工厂”

　　

　　那么，太空声音是否能够为人类服务呢?美国科学家正在进行“用声音创造有形世界”的研究。这一研究源自于一群研究生的奇思妙想——仅仅用声音创造出一个固态的三维物体。听起来似乎有些不可思议，但是这是有科学依据的。这一构想实际是“声音悬浮”现象：在密封的房间里，声波从前方的墙壁传到后墙，然后再反射回来，与新的声波重叠，如果房间的长度正好与声音的波长一致，发出的声波与反射回来的声波在同一时间会结合成一道“直立的波”，这一“直立的波”是寂静无声的。由于周围气压高，任何物体一旦处于这个“声波墙”内就无法“逃脱工科学家就可以通过这种方式对一些物质“塑形”或形成一种新的物质。

　　美国科学家在失重的状态下进行了这项实验。1997年4月，研究人员第一次在失重飞机上用隔音盒子进行了实验。在飞机开始第一段抛物线飞行时，研究人员将声音的频率稳定在800赫兹，当飞机进行几秒钟的自由滑行时，盒子里的聚苯乙烯小球立起来，形成一道墙。实验成功了!后来研究人员又先后进行了7次实验。其中一次，他们将聚苯乙烯泡沫、做糕饼的材料及其他一些物质的碎屑混合在一起放入盒中，结果发现，比起单一物质，不同的物质的混合物更容易聚合在一起，这是利用声音将合成物塑造成形的技术的关键。科学家确信，如果使用大小合适的盒子和频率合适的声波，可以制造出各种各样的形状的物质。

　　科学家今后将在太空中进行一项实验，目的是证明声音不但可以制造三维立体造型，而且产品还相当持久坚固。那时，在一个高30厘米直径4厘米的圆柱体中，声波将使粉末状的松脂形成一个直径2.5厘米的圆盘，然后研究人员再将胶水涂抹于圆盘上，并精确计算好时间，以保证在航天飞机再次进入大气层时，胶水已渗入松脂并凝固。这个实验旨在测试在太空中制造的材料是否能经受住大气压力，这也是这项技术能否应用的关键，是在太空建立一个永久“声音工厂”的第一步。

　　这项技术有很大的应用前景，只要有原材料，不需用工具，太空“声音工厂”即能按照要求简单、快速地制造出复杂精密的仪器或零部件，然后运送到地面。尤其在建立月球或火星基地时用途更大。人类在移居外星时，需要在外星建造实验室、办公室、厂房以及居室。如果通过航天飞机运送建材，不但要花费好几年时间，而且造价不菲。如果在外星建立一座“声音工厂”，只要利用外星上的原材料，在一间浴室大小的车间里，用一个麦克风和一台计算机，就可以制造出任何你想要的东西。

　　

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