“上帝之眼”不仅有照片,还有声音?宇宙对人类到底在低语什么?

发布者:唯品一生 2023-9-4 20:25

你有听过宇宙中其他星体的声音吗?因为太空中没有空气,这就导致没有任何声音可以在太空中传播,而星体在大部分的印象中都只是沉默地在宇宙中存在着。

不过,经过数据声波处理,被人类拍到的星体,它们的照片就能通过数据转换变成音频。那么你有听过“上帝之眼”的声音吗?

“上帝之眼”

在“上帝之眼”的声波处理中,先是可以听到一阵类似在深水中的声音,仿佛有人把麦克风放进深海中,听到的是大海深处的响声。

紧接着,一阵尖啸。没有任何地球上的生物能发出类似的声音,它不像鲸鸣那样沉静悠远,也不能让人觉得放松和平静。

“上帝之眼”的声音更像是凄厉的惨叫,一个孤独的天体在宇宙中发出的哭喊,仿佛一个即将消亡的生命在彻底消失之前发出的最后一声呐喊。实际上,把它比作消亡的生命一点都不过分。

“上帝之眼”的真正名字是螺旋星云(Helix Nebula),它也被称为NGC 7293.

这团星云在1824年时就被人类发现,它最近的一张照片是被哈勃望远镜拍下的。在这张照片中,它就像一只瞳色为蓝色的眼眸,围绕在蓝色瞳孔旁的是一圈暗红色的气体,看起来就像这只眼睛的眼睑,在红色和蓝色之间甚至还有层层叠叠的白色,就像人眼的白色部分

科学家把它称作“上帝之眼”,毕竟在茫茫宇宙中看到这么一只巨大的“眼睛”,不管是谁都会感到震撼。不过在2003年电影《魔戒》上映后,也有人把这只“眼睛”称作“索伦之眼”

“上帝之眼”是恒星的生命在走向尽头后形成的行星状星云,它是离地球最近的行星状星云之一,离我们的距离只有655±13光年。

那些暗红色的气体是恒星死亡后的残骸,而中间蓝色的物质曾是恒星的核心。“上帝之眼”的内环已经膨胀了6500年,外环则已经膨胀了12100年,在人类文明开始之前,它就已经存在了。

而且,它将会继续膨胀,位于中心的蓝色核心将会变成一颗白矮星。虽然质量和太阳相当,但体积却只和地球差不多。

由于它已经不再是一颗恒星,它将没有足够的能量来引发核聚变,从而辐射出大量的光和热。白矮星微弱的亮度都来自曾经它的热辐射,它被认为是恒星演化进程中的最终状态之一。

当我们了解了这些后再去听那段音频,或许你不会再觉得它恐怖,因为它只是一个走向生命最后旅程的一个生命。

宇宙的声音

虽然在开头简单提到了星体的声音是从照片,经由数据转换,才变成音频的,不过我们还是再来了解一下这是如何做到的。

这项技术是NASA开发的,他们的研究人员利用声音化(sonification)的技术,将钱德拉X射线天文台、哈勃望远镜和斯皮策望远镜的图像数据转换成音频,最终合成了宇宙的交响乐。

根据NASA的介绍,这些图像包含着的信息,比如被镜头捕捉到的星体亮度和它们所在的位置,都可以被技术转换。通过声波化这项技术,给人们提供了一种观察宇宙的全新方式,而不再是一组组冷冰冰的数据或不会动的图片。

被处理后的声波可以让包括盲人在内有视力障碍的人群能够“听”到来自宇宙的景象,并且了解宇宙的美妙。

除了“上帝之眼”,还有很多星体的都已经被人类“听”到了。比如在2016年被拍到的NGC 7635,在照片中它就像一个巨大的、绚烂的蓝色泡泡,于是它还有另一个名字——气泡星云。

这颗超大的气泡,是由一颗年轻的高温恒星“吹”出来的,直径约7光年,距离地球7100光年。

通过声波转化,气泡星云的蓝色部分将被转换为高音,红色和橙色则是被表现为低音。图片中越亮的地方音量越大,而亮度变低的地方音量也会随之变小。

根据星体的不同,也就是照片的不同,处理成音频的方法也不同。比如距离地球约5000光年NGC 2392(爱斯基摩星云),它模糊的外部区域是一个物质盘,上面点缀着一圈“流星”,“流星”的尾巴从中心已经死去的恒星核心中“流”出来。

在爱斯基摩星云的内部,有一团像麻线团一样的中心区域,除了像麻线团,它看起来也像正在噼里啪啦发电。实际上,中心区域是一个气泡,一个被一阵强烈的“风”吹进太空的物质气泡。“风”则是来自被恒星核心中还在高速运动的物质。

要处理这张照片,需要像雷达一样顺时针扫描图像。半径被映射到间距,因此离中心更远的灯光的间距更高。星云外壳的轮廓可以在音调的上升和下降中听到,不过音量的大小依然是靠亮度控制。

NASA表示,“大天文台”项目展示了如何利用不同波长的光来绘制宇宙的图像。 现在,只有哈勃望远镜和钱德拉望远镜仍在运行,继续为这首宇宙的交响乐提供图像,而康普顿望远镜和斯皮策望远镜已经退役。

听听黑洞怎么说

除了星云,NASA表示其实黑洞也有声音。这会不会太玄幻了?黑洞作为一种类星体,任何粒子,任何光线都会因为它巨大的引力而无法逃逸。也就是说,黑洞就是一个理想的黑体,虽然有极大的质量,但是不会发出光。

根据爱因斯坦的广义相对论,他预测黑洞具有的极其紧密的质量,足以扭曲时空。如果物质距离它足够近,近到跨过了不可能从它附近逃离的边界,那么物质就会被吸入黑洞中,这个边界被称为事件视界

被黑洞引力吸入的物质将会面临什么命运?这个问题还没有科学家可以解答。

在《星际穿越》中,进入黑洞的主角发现时间的流速被改变,甚至可以穿越时空的阻碍和自己童年时期的女儿交流。但这毕竟是想象,更现实的情况是,当进入黑洞时,巨大的引力足以将任何飞船撕裂。

黑洞曾经只存在人们的预测中,科学家们推测宇宙中应该有这样的物质,但是没有人知道它在哪。直到2019年4月10日,事件视界望远镜拍到了一个在巨大椭圆星系M87核心处的超大质量黑洞,这张照片证实了宇宙中的确存在一个引力场强大到连光线都无法逃逸的物体。

既然光线都不能离开,那照片又是如何拍到的呢?在这张黑洞的照片中,我们可以看到一个月牙形的光环,在光环的中央存在着一个阴影。

根据科学家的解释,这是黑洞事件视界周围的光环和光子捕获区引力的放大视觉影像,而月牙形是因为黑洞的自转和相对论放射现象而产生的。太阳是太阳系中质量最大的天体,比地球大330000倍,而这个黑洞的质量大约是太阳质量的70亿倍。

既然有了照片,是不是就能把黑洞的图像数据转换成音频了呢?的确如此。转换黑洞声音的项目由钱德拉X射线中心领导。不过在转换时,研究人员并没有局限在这一张照片,而是参考了其他望远镜在更大尺度上观测到的M87星系数据。

根据NASA发布的消息,黑洞的声波处理需要从左到右扫描三层图像,每个波长将映射成不同范围的可听音调。

无线电波被映射为最低音调,光学数据被映射成中等音调,钱德拉探测到的X射线被映射到最高音调。和其他星云的音量大小一样,黑洞图像中最亮的部分将对应于声波处理中最响亮的部分。

黑洞的声音听起来非常愉悦,就像春天时的万物复苏,又像炎炎夏日中的快乐时刻。刚开始,音乐声音比较小,但非常和谐。当来到亮度最高的地方时,音量也变大,仿佛乐章进入了高潮,在跨过第二个亮点后,音乐渐渐趋于平缓。老实说,这段音乐比“上帝之眼”的声音要美妙得多。

这些音乐都来自哈勃望远镜和钱德拉望远镜捕捉到的图像,自从这些太空望远镜被发射升空,人类就多了好几双观察宇宙的眼睛。

哈勃望远镜自从1990年发射后,就成了天文史上最重要的仪表,到目前为止它已经运作了33年了,按照计划,它大约会在2030年至2040年时退役。

太空望远镜的存在帮助天文学家解决了曾经一直困扰着他们的问题,并且还能证实曾经无法找到证据的学说。在未来,太空望远镜将继续带着人类的好奇心,注视着太空。

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