Наш голос достигает объектов космоса с колоссальной скоростью? Как это? Гравитация

На первый взгляд кажется, что человеческий голос существует только здесь, на Земле: мы говорим, воздух колеблется, и эти колебания достигают собеседника. Но если рассмотреть процесс с точки зрения физики, возникает любопытный вопрос: может ли хоть какой-то физический эффект от нашего голоса распространиться на значительное удаление от нас? к примеру, как это ни звучит фантастически, — далеко за пределы Земли?

Сразу уточним с точки зрения физики: сам звук в открытом космосе не распространяется. Звуковой волне — для движения — нужна материальная среда, а в вакууме ее практически нет. А поэтому человеческий крик никак не может «улететь» к другой планете или звезде.

Однако, и это также чётко следует понимать, что во время разговора, скажем так, образуется не только звук.

Когда мы говорим, мы перемещаем материю вокруг нас…

Работа голосовых связок и органов речи заставляет двигаться воздух. Молекулы перемещаются, сталкиваются друг с другом и передают энергию — так возникает звуковая волна.

Любое перемещение массы в принципе связано с изменением ее распределения, а масса и энергия, согласно общей теории относительности, связаны с гравитационным полем! вот здесь и скрывается важнейший физический нюанс:

…воздействие от движения материи не исчезает бесследно — потому, что речь идет о нескольких, выразимся так, килограммах воздуха. Оно («воздействие» / движение) существует, хотя его величина настолько мала, что практически не имеет значения.

Со скоростью света — но не «голос»

Важно правильно сформулировать эту мысль: нельзя сказать, что голос человека летит через космос со скоростью света. Ведь мы помним, что звуковая волна остается явлением материальной среды.

А изменения гравитационного поля — в современной физике — не могут распространяться мгновенно. Гравитационные изменения связаны с фундаментальным ограничением — скоростью света, а она равна примерно 299 792 км/с.

Поэтому если рассматривать не звук, а гипотетическое физическое изменение «поля вокруг нас», связанное с движением материи, информация о нем не могла бы передаваться быстрее света. Так то!!!

А что с Проксимой Центавра?

Ближайшая к Солнцу звезда — Проксима Центавра, расположенная примерно в 4,24 светового года от Земли.

Это означает, что свету требуется около 4,24 года, чтобы преодолеть расстояние до нее. Любой сигнал, распространяющийся с предельной скоростью, также достиг бы этой области не раньше.

Но здесь не стоит представлять человеческую речь как своеобразный гравитационный радиопередатчик. Масса воздуха, участвующая в обычном разговоре, ничтожно мала, а создаваемый эффект несравним с теми гравитационными процессами, которые способны регистрировать современные научные приборы.

Что такое гравитационные волны?

Гравитационные волны — это не обычные колебания гравитационного поля от любого движения предмета. Это распространяющиеся возмущения пространства-времени, возникающие при определенных мощных ускоренных движениях огромных масс.

Именно поэтому современные детекторы регистрируют события космического масштаба, например слияния черных дыр или нейтронных звезд! так что наши предположения о «звуках к звёздам» весьма и весьма небезосновательны в смысле логики.

Хотя на фоне «колебаний чёрных дыр» движение воздуха ввиду человеческой речи настолько мало, что практически неразличимо современными приборами! Но это пока!..

Можно ли тогда считать голос частью космического сигнала?

Можно, но только в очень условном смысле.

Когда человек говорит, происходит реальный физический процесс: движется материя, передается энергия, изменяются давление и плотность материи вокруг. Все эти процессы подчиняются тем же фундаментальным законам природы, которые действуют во всей Вселенной.

Но всё это не означает, что наш голос можно использовать для передачи информации через космос.

Для межзвездной связи гораздо эффективнее электромагнитные сигналы — радиоволны или лазерное излучение. Они способны распространяться в вакууме и движутся со скоростью света.

Например, радиосигнал до Проксимы Центавра шел бы около 4,24 года, а возможный ответ пришлось бы ждать еще столько же.

Почему эта идея интересна?

История с человеческим голосом хорошо показывает разницу между двумя понятиями: звук и физическое воздействие.

Звук требует определённой среды и в космическом вакууме не распространяется. Но движение материи является частью физических процессов, связанных с гравитацией и пространством-временем.

Поэтому утверждение «наш голос летит к звездам со скоростью света» будет красивым, но не вполне точным.

Гораздо правильнее сказать так:

человеческий голос не может покинуть Землю в виде звука, но движения материи, происходящие во время речи, являются частью физической реальности, которая подчиняется универсальным законам Вселенной.

И хотя эффект от обычного разговора на космических расстояниях практически равен нулю, сама идея напоминает о масштабах физики: даже самые привычные процессы на Земле связаны с фундаментальными законами, действующими во всей Вселенной.

Telegram вопрос/ответ подпишись... Для тебя самое важное и полезное по теме IT технологий и новостей мира! — наш новый канал