论文部分内容阅读
声音怎么来的？
宇宙中最大的声音是什么？有的同学可能会说：“是我妈妈早上喊我起床的声音！这声音大到直接把我从另一个世界吓回来了！”这当然是一种幽默的说法，打雷、地震、火山爆发的声音可比妈妈的声音大多了。
那么什么是宇宙中最大的声音呢？我们先来了解一下声音是怎么出现的。声音其实就是一种振动，它的存在需要两个条件：一是要有声源，也就是振动的物体;二是要有能使声音（即振动）传递出去的介质。所有的气体、液体、固体，例如空气、水、木头等，都可以传递声音。
声音有三大特性：音色、音调、响度。我们通过音色判断发声的是什么物体，音调描述的是声音的高低，响度则描述声音的大小。音调和响度是没有关系的，例如一只嗡嗡叫的蚊子，音调很高，但是响度却很小。所以我们探究声音的大小，其实就是探究响度的大小。响度的单位是分贝，符号为dB。
也许你听不到很大的声音！
声音的传播形式我们称为声波。音调和响度分别与声波的频率和振幅有关：声波的频率越高，音调越高;声波的振幅越大，响度越大。
人怎么听到声音呢？过程是这样的：振动经过介质（如空气）传到我们的耳朵的鼓膜上，引起鼓膜的振动，鼓膜将这种振动传递给听觉神经细胞，听觉神经细胞再将振动的信息传递给大脑，经过大脑的“翻译”，最终使我们感知到声音的信息，也就是“听到了声音”。
由于人耳的构造，人能听到的声波的频率一般在20～20000赫兹之间。频率低于20赫兹的声音，我们称为次声波。
次声波有许多用途，如预测自然灾害性事件。台风形成后，会和海浪摩擦产生次声波，由于它的传播速度远快于台风移动速度，因此，人们可以监测风暴发出的次声波，提前发出警报;同样也可预报火山爆发、雷暴、沙尘暴、龙卷风等自然灾害。还可以利用“次声波诊疗仪”，检查人体器官工作是否正常。很多次声波的振动频率与人体器官的振动频率相近，容易引起共振導致器官紊乱，给人体造成伤害，严重的甚至致人死亡，所以在军事上，会利用次声的强穿透性制造出能穿透坦克、装甲车的次声武器。我们应该避免接触次声波。
而频率高于20000赫兹的声音，我们称为超声波。超声波的能量很大，可以用来测距，清洗，杀菌消毒等。我们最常见的就是医院用的B超，以及理疗、美容等等。我们日常所见的蝙蝠，就是通过发出超声波来躲避障碍物和追踪猎物的。
次声波和超声波我们都听不到，不管它的响度多大！很奇怪吧？比能致聋的声音还大得多的声音，也许我们根本听不到！
太空中有声音吗？
地球上有声音，那么太空有声音吗？很遗憾，太空近似于真空。其空气极其稀薄，平均每立方千米可能只有一个粒子，甚至更少。而振动的本质就是粒子的碰撞，没有粒子，振动是无法传播的。粒子之间隔得太远也不行，相互之间也难以接触。
至今人类记录到的地球上最大的声音，来自于1883年位于印度尼西亚巽他海峡中的喀拉喀托火山爆发。那次火山爆发相当恐怖，发出的声音能致40千米之外的人鼓膜破裂，3000千米之外的人们能清楚地听见响声。在最猛烈喷发之后，引发高达40米的海啸，造成爪哇岛和苏门答腊岛沿岸附近的几座城市约3.6万人丧生，其产生的次声波曾绕地球三至四圈。然而声音也是一种能量，地球火山爆发产生的能量，和太空中的恒星爆炸、黑洞辐射产生的能量相比，还是显得微不足道。所以我们把目光投向浩瀚的太空，宇宙中最大的声音极有可能存在于太空。
声波很难在太空中传播。但科学家表示，尽管不能观测到声波，可以通过探测声源发射出的电磁波、无线电脉冲等，估计声源产生的能量大小。声源发出的能量越大，意味着其产生的声音也会越大。当然这只是一种比较，声源具体能产生多强的声音我们不得而知。
宇宙中最大的声音，也许已经传播了几十亿光年！
1991年，太阳耀斑发出了一个冲击波穿过太阳系。美国爱荷华大学物理学和天文学教授唐纳德·古奈特通过测量得出此次放射的能量是1013瓦特。他认为这个耀斑产生的声音在太阳系内是相当大的。
而美国加州理工大学理论天体物理学助理教授吉姆·富勒认为，最大的声音来自黑洞合并。黑洞合并能释放出1052瓦特的能量，这个能量相当于太阳释放的能量的十几亿倍。如果这个能量全部转化为声能，其产生的声音的响度约为520分贝。
但有什么比直接观测声音本身直接确定其大小来的过瘾呢？
2002年，天文学家用钱德拉X射线太空望远镜观测到了一种声波在英仙座星系团气体中荡起的涟漪。这是人类至今发现的最大的声音，产生此声音的能量约相当于一亿颗恒星爆炸！该声波振幅非常的大，波长也很长。但是这个声音人类是听不到的，因为其声波的频率非常小。
该声音产生于英仙座星系团的珀尔修斯星系中心的一个强大的黑洞。这个黑洞距离地球有3亿光年，距离观测到这个声波的位置也有几十亿光年。得益于英仙座星系群间有很热的、密度也不是很小的空气弥漫，这些空气充当了介质，该声波才得以在英仙座星系群间传播。
真是令人惊讶，人类目前观察到的最大的声音，从其源头算起，居然已经在太空中传播了几十亿光年！