Спрятанный звук: редчайшие записи и уникальные звуки

⇡#Звуки космоса

За некоторыми редкими звуками ученым приходится отправляться в настоящую охоту. И иногда за миллионы километров. В ход идут мощные радиотелескопы, посылаются очень дорогие межпланетные космические аппараты, оснащенные самыми разными датчиками. Ведь так хочется узнать, о чем говорят звезды, планеты, черные дыры и прочие чудеса, отстоящие от нас на расстояние в миллионы световых лет!

⇡#Первый звук во Вселенной

Каким был самый первый звук? Простой вопрос, но найти на него ответ очень и очень сложно. Вероятно, первый звук должен был родиться вместе с нашей Вселенной. Если придерживаться теории Большого взрыва, то Вселенная по мере остывания (примерный возраст — 400 тысяч лет) была заполнена газом. А раз так, то и звук теоретически мог распространяться в пространстве. Конечно, услышать его не мог никто, но некоторые исследователи космоса убеждены, что сейчас его можно воссоздать. В качестве источника данных, по которым можно представить себе процессы, происходившие в далеком прошлом, ученые предлагают взять карту реликтового излучения, панораму со следами неравномерного остывания Вселенной. Эта неравномерность и есть следствие звуковых колебаний, вероятно, первых акустических процессов в нашем мире.

Данной проблемой заинтересовался профессор Марк Уиттл из Университета Вирджинии. На основе анализа реликтового излучения он создал аудио, которое многие окрестили «криком рождения Вселенной».

Эти космические звуковые волны, которые Уиттл синтезировал на компьютере, имеют протяженность 30000 световых лет. Чтобы их можно было услышать человеческим ухом, ученый сдвинул звучание записи на 55 октав ниже, в слышимый диапазон.

Несмотря на то, что Уиттл смог заглянуть в прошлое, сам он с юмором относится к своему эксперименту. «Прослушав эту запись, должен признать, что Вселенная — это паршивый музыкальный инструмент», — смеется Марк. Однако не все согласны с утверждением Уиттла.

⇡#Музыка небесных тел

Владельцы звукозаписывающих лейблов часто твердят о том, какой ущерб несет сегодня музыкальная индустрия. Все им не так — и формат MP3 практически погубил аудиодиски, и файлообменные сети лишают прибыли, и радиостанции не делают отчисления за использование музыкального контента. Доля правды в их словах есть, хотя вопрос этот очень и очень спорный. Композиции хорошего исполнителя поклонники будут покупать всегда и в любом формате. Более того, если запись на диске уникальная, то она может вызвать интерес даже у тех, кто вообще музыку не слушает.

И вот вам пример — Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства (NASA) поспособствовала выпуску компакт-дисков с необычной музыкой — космическими мелодиями, которые исполнил сам космос и его небесные тела.

Чтобы получить «космическую музыку», ученые применили несколько приемов. Во-первых, использовались записи звуковых колебаний заряженных частиц, которые возникли в результате взаимодействия магнитосферы планеты с солнечным ветром. Кроме этого, записывался «голос» самой магнитосферы и шум электромагнитного поля в космосе. Электронные датчики также фиксировали реакцию радиоволн, попавших в «ловушку» и многократно отражающихся между нижнем слоем атмосферы и самой планетой. В основу «космической музыки» также легли записи процесса испускания заряженных частиц кольцами некоторых планет.

Большинство мелодий, которые были записаны на музыкальных CD, — это обработанные данные, полученные с легендарных Voyager-1 и Voyager-2. Эти космические аппараты, запущенные в 1977 году в рамках проекта по изучению дальних планет Солнечной системы, до сих пор продолжают удивлять человечество.

⇡#Voyager-1: прощальные звуки

Среди любителей астрономии есть даже своего рода меломаны, которые коллекционируют записи звуков, пришедших к нам из глубины космоса. Один из них — Дональд Гарнетт (Donald Gurnett), профессор физики в Университете Айовы. Он собрал внушительную коллекцию подобных записей. Правда, слушает он их не только ради удовольствия. В 2013 году на пресс-конференции, проводимой NASA, он воспроизвел аудиозапись, которая, по словам профессора, является неопровержимым доказательством того, что Voyager-1 покинул Солнечную систему.

Оба космических аппарата были оборудованы приемниками плазменных волн, разработкой которых в свое время занимались специалисты того же университета. На видео ниже продемонстрирована спектрограмма волн (вертикальная ось — частота, горизонтальная — время). На ней видны два события, сопровождающиеся ростом частоты, что наталкивает на мысль об увеличении плотности электронов. Звуки на этой записи звуки говорят об изменении потока плазмы вокруг корабля, а это значит, что Voyager-1 все-таки оказался в межзвездном пространстве.

Желающие познакомиться с полной «фонотекой» Дональда Гарнетта могут это сделать, заглянув на страницу университета, где он работает.

⇡#Молчаливый Марс

Среди всех планет Солнечной системы Марс выглядит наиболее привлекательным для человека. Эта планета находится в относительной близости от Земли и пригодна для колонизации лучше, чем другие планеты нашей системы. Этим объясняется и большое количество проектов, связанных с изучением особенностей природы этой планеты, геологии и климата Марса. Однако по стечению обстоятельств ни один из зондов, отправленных на эту планету, не смог передать реальные аудиоданные, записанные с ее поверхности.

Учеными были предприняты, по крайней мере две попытки получить аудиозапись происходящего на Марсе. Так, например, микрофоны были установлены на борту космического аппарата Polar Lander. Он был отправлен с целью исследования климата и поверхности Красной планеты, но потерпел аварию в 1999 году во время посадки. Еще один посадочный модуль NASA, который мог бы рассказать нам о марсианских ветрах, — Phoenix. В отличие от своего предшественника, «Феникс» осуществил нормальную посадку, но в его работе также возникли неполадки. Из-за технического сбоя два очень важных устройства оказались бесполезными — это камера и микрофоны.

«А как же самый надежный из всех марсоходов — Curiosity? Неужели он не передал звуки с Марса?» — спросите вы. Постройка марсохода Curiosity обошлась в два с половиной миллиарда долларов. И хотите верьте, хотите нет, но на то, чтобы оборудовать марсоход микрофоном, этих денег не хватило. На сайте NASA можно найти список наиболее часто задаваемых вопросов и ответов по Curiosity, в том числе информацию об отсутствии звукозаписывающего модуля.

При этом представители NASA стараются не акцентировать внимание на своей недоработке. Даже на пресс-конференции, посвященной успешному началу работы Curiosity после посадки, они ввели в заблуждение представителей СМИ, заявив о том, что «марсоход передает звуки, запахи и изображения Марса». На самом деле имелось в виду, что по прибытии на Красную планету ровер передал радиотрансляцию человеческого голоса, речь администратора NASA Чарльза Болдена (Charles Bolden).

И все же некоторые звуки Марса мы услышать можем. Ученые своими силами смоделировали их, используя прочие данные, полученные с марсоходов и космических зондов.

В течение нескольких лет марсоход Opportunity перемещался от кратера Виктория до кратера Индевор. Преодолевая по пустынной местности расстояние 22 километра, он регулярно делал снимки, а его приборы фиксировали данные о состоянии и координатах ровера. Собрав воедино фотографии, сделанные машиной во время путешествия, а также информацию с акселерометров марсохода, команда ученых Opportunity смоделировала видеоряд, в котором, помимо слайд-шоу, присутствует звуковое сопровождение, имитирующее вибрации марсохода. Аудио было воссоздано по данным акселерометров — более шумные места на записи означают неровности на «дороге», скалистую местность.

⇡#Солнечный акцент

Эта мелодия была записана космическим аппаратом SOHO, основной задачей которого было изучение Солнца. Его название расшифровывается как Solar and Heliospheric Observatory («солнечная и гелиосферическая обсерватория»). Помимо разного сложного оборудования, включая датчики потоков ультрафиолетового излучения, измерителя доплеровского смещения, широкоугольного спектрометрического коронографа, ультрафиолетового телескопа и прочих приборов, аппарат вооружен устройством для наблюдения низкочастотных глобальных колебаний Солнца. Именно с его помощью и удалось записать этот аудиофайл. На нем слышно, как атмосферная циркуляция внутри Солнца вызывает звук очень низкой частоты.

Целую серию подобных звуков опубликовал на своей университетской странице ученый Стенфордского университета Александр Косовичев.

⇡#«Кассини-Гюйгенс»: ветра и молнии с других планет

Когда 15 октября 1997 года был запущен космический аппарат «Кассини-Гюйгенс» (включавший два модуля — станцию «Кассини» и зонд «Гюйгенс»), не все верили в то, что его миссия пройдет успешно. Подумать только — аппарат должен был преодолеть 1,4 млрд км, достичь Сатурна и осуществить мягкую посадку зонда на поверхность одного из его спутников — Титана. И вот 14 января 2005 года, спустя почти 17 лет с начала полета, зонд «Гюйгенс» успешно спустился на поверхность Титана и даже сумел передать ее изображение.

В момент спуска, а также после «прититанивания» на борту зонда «Гюйгенс» работали акустические датчики, которые смогли записать шум инопланетного ветра.

Была также сделана запись звуков самого Сатурна. Произвести аналогичную высадку аппарата на эту планету невозможно в принципе, поскольку она является газовым гигантом и не имеет твердой поверхности. Однако с помощью прослушивания радиочастот исследователи установили, что на этой планете во время бурь и штормов часто происходят разряды молний. Аппарат «Кассини» позволил зафиксировать их с помощью датчиков, в виде сигналов на частотах до 16 МГц. Уплотнив масштаб времени, ученые сделали аудиовизуальную презентацию этих явлений. Что из этого вышло, показано на видео ниже.

Вкрапления на графике — маркеры, которые отмечают всплеск излучения, вызванный грозами на шестой планете от Солнца.

⇡#Как звучит космический дождь

В 2000 году ученые Европейского космического агентства записали звуки метеорного потока Леониды. Когда метеор попадает атмосферу, он сгорает, но перед этим успевает оставить за собой хвост ионизированных частиц, которые отражают высокочастотные радиосигналы от разных источников нашей планеты. Атмосферный ветер вызывает движение хвоста метеора, в результате чего проявляется эффект Доплера, который приводит к смещению частоты отражаемого сигнала.

⇡#Шум Авроры: как послушать северное сияние

Дома и на улице нас окружает постоянный шум — смесь звуков самого разного происхождения. Гудят автомобили, шумит листва, раздаются голоса животных и т.д. Все это — звуки жизни, которыми наполнена Земля. Услышать голос Голубой планеты можно даже там, где, казалось бы, никаких звуков быть вообще не должно. Например, на севере, где часто можно наблюдать очень красивое природное явление — северное сияние. Когда солнечный ветер достигает верхних слоев атмосферы, заряженные частицы начинают взаимодействовать с магнитосферой Земли, и небо озаряется свечением. Кроме того, иногда в тишине можно услышать необычные звуки, которые сопровождают это событие. Обычно они напоминают своеобразное постукивание и негромкий треск.

До определенного момента ученые полагали, что источник подобного шума находится высоко над землей. Однако в 2012 году это предположение было опровергнуто. В регионе, где можно было наблюдать северное сияние, финские ученые установили несколько микрофонов. Когда проявилось сияние и раздался шум, он был записан приборами, а его источник можно было легко запеленговать. Точка, в которой рождались звуки, оказалась всего в 70 метрах над поверхностью Земли.

Среди ученых пока нет однозначного мнения относительно того, какие именно физические процессы вызывают эту «мелодию» северного сияния.

⇡#Spacesounds navigator — космическая музыка

В Солнечной системе, равно как и во всей Вселенной, звучит космическая музыка. Разговаривают планеты, кометы, звезды — чтобы их услышать, нужно просто знать, где, каким образом и что слушать. Иногда аудио выглядит как хаос, иногда напоминает творения известных экспериментаторов в электронной музыке, вроде Kraftwerk. Подобные космические звуки вдохновили авторов проекта spacesounds.com на создание Spacesounds navigator — интерактивной карты звуков в Солнечной системе. Вы можете посмотреть на нее в режиме онлайн или загрузить на диск в виде Flash-приложения. Достаточно выбрать на этой карте объект Солнечной системы, и вы тут же услышите воспроизводимые им звуки, записанные космическими аппаратами.

⇡#Флейта в космосе: первый космический дуэт

Небесные звуки пугают, завораживают и навевают задумчивость. Но музыкальная ценность такой компиляции, откровенно говоря, невелика. И тут мы полностью согласны с утверждением Марка Уиттла о том, что Вселенная — не самый красивый музыкальный инструмент. Куда более приятно слушать обычную земную музыку, придуманную человеком. А если ее проиграть в космосе, она тоже будет по-своему «космической».

Астронавт NASA Кэтрин Колман, находясь на орбите Земли, на борту Международной космической станции, вместе с известнейшим музыкантом Иэном Андерсоном, основателем рок-группы Jethro Tull, в 2011 году сыграла на флейте классическую композицию Bourree Иоганна Себастьяна Баха. Основатель легендарной группы в это время находился на Земле, на гастролях в Перми.

Свое выступление Иэн и Кэтрин посвятили Дню космонавтики и 50-летию первого полета человека в космос. Если не считать веселого экспромта древнейшей песенки The Fountain in the Park (I was strolling on the Moon one day), который выдали во время прогулки по Луне астронавты Harrison Schmitt и Eugene Cernan, дуэт Колман—Андерсон можно считать первым профессиональным космическим исполнением.