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如果我们能在地球上听到太阳的声音,它会是什么样的?

一个思想实验探讨了我们恒星的巨大能量。

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太阳的表面是过热等离子体的沸腾之汤。如果我们能将它的运动作为声能听到,那么在地球上——9200万英里之外——都可以听到它的咆哮声。来源:NASA/SDO

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天已破晓。太阳跃出地平线,带来了第一缕曙光,迎接新的一天。

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然后,一如既往,曾经被压抑的沉闷咆哮声又响亮起来。刺耳的喧嚣弥漫空气,如同日光般无孔不入。鸟儿的鸣唱、微风的轻拂都消失了。事实上,就连说话都变得困难。

这是在一个奇特的思想实验中又一天的开始:如果我们能听到太阳的声音,会怎么样?

喧闹的太阳

在我们的世界里,物理定律不允许声音在真空的太空中传播。但我们不妨暂时假设,声音可以像在地球大气层中一样,在太空中传播。

在这个世界里,太阳将不再是天空中一个沉默的火球。相反,它将是一个永不停止的白噪音机器,全天候以摇滚音乐会的强度轰鸣。

“太阳极其响亮,”西南研究所空间研究部的太阳物理学家克雷格·德福雷斯特(Craig DeForest)说道。他于2015年回复了Reddit上一个询问“如果声音能穿过太空,会有多响?”的帖子。他说,基于一些快速计算(以及对物理学的选择性忽略),答案很清楚。太阳将是震耳欲聋的。

这是因为,尽管从地球上看,太阳可能显得光滑而平静,但它实际上是一个过热等离子体的漩涡。驱动恒星运行的核反应导致巨大的过热气体对流胞在其表面不断地升降。在我们的太阳上,任何时候大约有一百万个这样的对流胞,每个的大小都与得克萨斯州相当。

“你必须想象,一个得克萨斯州大小的物体从地表下方涌出,燃烧殆尽,然后沉下去,整个过程只在五分钟内完成,”德福雷斯特说。“这是一个极其暴力的过程——它会产生巨大的声响。”

丹尼尔·井上太阳望远镜拍摄的太阳对流胞图像。平均而言,每个的大小都与得克萨斯州相当。(来源:NSO/AURA/NSF)

NSO/AURA/NSF

他计算出,每个这样的对流胞每平方米大约发出100到300瓦的声能,与警报器差不多。而且,由于太阳的表面积大约是地球的10,000倍:“想象一下,10,000个地球被警报器覆盖, all screaming。”

当然,地球距离太阳约9200万英里,所以到达这里时声音会有些衰减。德福雷斯特估计,太阳在地球上的噪音大约为100分贝,比摇滚音乐会的扬声器稍小一些。当然,这是在白天。到了晚上,当我们背对太阳时,咆哮声就会减弱。也许我们甚至能够进行交谈。

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德福雷斯特说,声音本身会像一阵沉闷的咆哮声,因为传向我们的声波是由如此多种不同的频率组成的。想象一下,一直站在尼亚加拉大瀑布旁边(实际上会更响——尼亚加拉大瀑布大约是90分贝)。

思想实验

但要创造一个太阳声音可闻的世界,我们需要忘记一些关键的事情:当然是真空的太空,但也要忘记声波在长距离传播时会变陡的这一事实。德福雷斯特说,这意味着它们最终会自己断裂并崩溃,就像海浪一样。

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在这种情况下,即使声音能够穿过太空,声波也无法离开太阳的日冕或大气层。相反,它们会作为冲击波内爆,分解成热量。

而且,如果我们把这个实验推广到生物学领域,一个可听见的太阳可能会否定听觉本身的概念。在永恒的咆哮声中进化的生物,可能对听觉有非常不同的用途。事实上,考虑到它们可能永远无法分辨出任何有用的声音,生活在这个虚构世界中的生物可能永远不会进化出感知声音的能力。

“在一个我们并非时时刻刻都在摇滚音乐会上的环境中,声音对我们来说更有用,”德福雷斯特说。“可以说,在这种假设的情况下,我们可能根本听不到声音。”

总而言之,太阳的喧嚣最好还是被太空的虚无所锁住。但这个思想实验有力地提醒着我们恒星的巨大能量。任何能够传到9200万英里之外并被听到的东西,无疑是一种强大的力量。

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