Звук на Марсе работает совершенно непредсказуемо

Фото из открытых источников

Скорость света в вакууме — одна из самых надежных величин, поскольку она движется со скоростью 299 792 458 метров в секунду. Она может немного замедлиться, проходя через такую среду, как наша атмосфера, и взаимодействуя с молекулами воздуха, но независимо от того, находитесь ли вы на Земле или на Марсе, вы будете измерять примерно одинаковую скорость света.

Звук — не совсем так. Звук — это колебание, распространяющееся в виде акустической волны через среду, будь то жидкость, твердое тело или газ, и он очень сильно зависит от среды, через которую он проходит.

На Земле скорость звука в воде составляет 1500 метров в секунду, а в воздухе — около 340 метров секунду. В твёрдых телах звук может распространяться гораздо быстрее, хотя скорость во многом зависит от конкретного твёрдого тела.

Нам не нужно просто догадываться, как звучит звук на Марсе, благодаря множеству марсоходов, которые мы туда отправили. У нас даже есть звуковые записи вихрей пыли, кружащихся над марсианским реголитом.

В 2022 году международная группа исследователей более систематически изучала звуки на Красной планете, используя марсоход НАСА «Персеверанс» для анализа распространения звука. Помимо того, что это было первое измерение скорости звука на планете, отличной от Земли, команда обнаружила, что Марс — это настоящая аномалия природы и ужасное место для проведения каких-либо мероприятий.

Команда измерила скорость звука довольно простым способом: они направили лазеры на камни на известном расстоянии и ждали, пока микрофоны марсохода зафиксируют возникающую ударную волну. Как и на Земле, скорость звука на Марсе будет значительно меняться, но в кратере Езеро, где проводился эксперимент, она в среднем составила 240 метров в секунду.

Ещё одна странность, хотя и не самая странная, заключалась в том, что скорость звука менялась примерно на 10 процентов в зависимости от времени суток. Этого следовало ожидать из-за изменения температуры (например, в этой истории о том, как в один холодный день в Канаде люди могли слышать разговоры других за несколько километров), но это было бы настоящей проблемой, если бы на планете существовала жизнь. Марсианам, например, следовало бы планировать свои выступления на дневное время, чтобы звук не доходил до них слишком долго.

Однако настоящая странность (для тех из нас, кто привык к звукам Земли, а это все известные нам формы жизни) заключается в том, что скорость звука изменяется в диапазоне, который можно услышать.

«Благодаря уникальным свойствам молекул углекислого газа при низком давлении, Марс — единственная планета земной группы в Солнечной системе, в атмосфере которой наблюдается изменение скорости звука прямо посередине слышимого диапазона (20 Гц–20 кГц)», — поясняется в исследовании, представленном на 53-й Лунной и планетарной научной конференции.

«Для акустической волны с частотой выше ~240 Гц [чуть ниже ноты до первой октавы на пианино] колебательные моды CO2, активируемые в результате столкновений, не успевают релаксировать свою энергию», — добавили они. «Оказывается, на Марсе частоты выше 240 Гц распространяются более чем на 10 метров в секунду быстрее, чем низкие частоты. Это может вызвать уникальные ощущения при прослушивании на Марсе, поскольку высокочастотные звуки будут приходить раньше, чем низкочастотные».

В то время как низкочастотные звуки распространяются со скоростью 240 метров в секунду, высокочастотные звуки — со скоростью 250 метров в секунду. Чтобы сделать концерты более сложными, чем они того стоят (не будем учитывать, что любой, кто слушает музыку вне скафандра, всё равно умрёт), звук не распространяется далеко, а высокочастотные звуки — ещё дальше.

«На Земле звук может затухать примерно через 65 метров; на Марсе он ослабевает уже на расстоянии 8 метров, причём высокочастотные звуки полностью теряются на этом расстоянии», — объяснялось в пресс-релизе НАСА того времени.