当一颗流星呼啸着穿过地球上空的大气层时,对于我们来说,却是一场无声的表演。大多数流星会在离地面100多千米的高空燃烧殆尽,即使流星产生的声音足够响,鉴于声速远慢于光速,声音也是在这种视觉奇观过后好几分钟才抵达地面。
然而,据多年来的许多目击报告记载,在流星出现时有一种奇怪的“吱吱”声与之相伴,听起来就像有人在煎蛋。最近,美国桑迪亚国家实验室和捷克科学院的研究人员表示,他们发现了一种机制,可以解释与流星相伴的“吱吱”声。
闪烁的流星
他们说,这种“吱吱”的声音确实存在,但它们不是来自流星周围空气分子的振动,而是来自地面,不过这种声音与流星产生的光有关。
捷克科學院曾利用高速摄像机,记录了100多颗流星火球产生的光。记录到的光变曲线显示,流星产生的光其实是由一系列闪光——亮度会忽明忽暗的光——组合而成的。这是因为大多数流星变成火球时,燃烧是很不稳定的。而流星燃烧时的温度可以接近太阳的表面温度,产生的闪光能量巨大,可以一路抵达地面。
地面上某些物体接收到周期性变化的光照时,它们温度的升降会引起体积的胀缩,搅动周围的空气分子,于是就产生了声波。声波的频率与闪光亮度变化的频率相同,如果处于人耳的听觉频率范围(20赫兹到2万赫兹),那么人就能听到声音。
上面所说的现象被称为“光声效应”,是美国发明家亚历山大·格拉汉姆·贝尔于1880年首先发现的。
听起来如在煎蛋
研究人员还对他们的想法进行了测试。在消声室(一间能隔离外界所有声音的实验室)中,他们放置了一盏LED灯和一个麦克风。研究人员让LED灯不停地闪烁,并照射各种物品,包括木头、画作、毛毡和假发等,他们记录到了微弱的与目击报告提到的相同的声音——“啪啪”“吱吱”“沙沙”的声音。当LED灯以1000赫兹的频率闪烁时,被照射的物体产生了一种大约25分贝的声音,这足以直接被人听见。所以说,这个测试证实了他们的想法:流星可以把能量从空中以电磁辐射的形式迅速传到地面,并加热地面上的物体,让它们发出煎蛋时的“吱吱”声。
他们还发现,能迅速吸收光但导热性很差的材料所发出的声音最响。这种材料包括深色衣服、头发、树叶和草等。他们的模型显示,流星的亮度跟满月差不多或更亮时,就能在地面上产生光声效应,而且只要流星产生的光闪耀的频率处于人耳的听觉频率范围内,我们就有机会听到与流星相伴的“吱吱”声。
所以,如果你能够幸运地发现一颗流星,仔细听,它可能正在跟你说话。
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