چرا صدا در مریخ دو سرعت متفاوت دارد؟

گجت نیوز: طبق گزارشات ارسالی از مریخ‌نورد استقامت ناسا، سرعت انتشار صوت در سیاره مریخ در دو نوع مختلف انجام می‌گیرد، اما دلیل آن چیست؟

سرعت صوت قادر است تا مقدار قابل توجهی از اطلاعات را در مورد سطح یک سیاره، به‌ویژه در مریخ، در اختیار محققان قرار دهد که به‌طور آشکار به دو نوع متفاوت در فرکانس‌های صدای کم و صدای بالا تقسیم شده است. طبق گزارش ناسا در به‌روزرسانی مریخ‌نورد استقامت که در اول آوریل منتشر شد، نوع اول با سرعت ۸۶۴ کیلومتر در ساعت و حالت دوم با سرعت ۸۹۹ کیلومتر در ساعت حرکت می‌کنند.

این اندازه‌گیری‌ها توسط میکروفون‌های تعبیه شده در مریخ‌نورد استقامت انجام شده که در تاریخ ۱۸ ماه فوریه، برای اولین بار روی سطح این سیاره سرخ فرود آمد. این ماموریت دستور‌العمل‌های مختلفی دارد که از جمله آن می‌توان به تغییرات دما و فشار اتسمفر در سطح مریخ اشاره کرد که با گوش دادن به وزش بادهای مریخی و طوفان‌های شن مشخص می‌شود.

جو مریخ بسیار نازک‌تر از جو زمین است و عمدتا از دی‌اکسید کربن به‌جای اکسیژن و نیتروژن تشکیل شده است، بنابراین بر اساس مجموعه‌ای از قوانین خاص خود عمل می‌کند که به‌طور طبیعی با قوانین سیاره ما متفاوت است. مطالعه آن قوانین به‌طور لحظه به لحظه، هدف اصلی مریخ‌نورد استقامت ناسا بوده که به همین دلیل به دو میکروفون برای انجام این کار مجهز شده است. وب‌سایت پلنتری خاطرنشان کرده که یکی از این میکروفون‌ها، وظیفه ضبط فرود و نویزهای کلی جو و یک ابزار علمی به‌نام SuperCam نیز به لیزرهایی که این مریخ‌نورد برای جداسازی سنگ‌ها استفاده می‌کند، گوش می‌دهند. انجام این کار می‌تواند به دانشمندان در تعیین جرم و سختی سنگ‌ها در مریخ کمک کند.

خصوصیات صدا و سرعت صوت در مریخ

دایره‌المعارف بریتانیکا، صدا را به‌عنوان “اختلال مکانیکی ناشی از یک حالت تعادل که از طریق یک محیط الاستیکی منتشر می‌شود”، تعریف کرده است. اساسا آنچه ما به‌عنوان صدا در نظر می‌گیریم، از امواج صوتی ناشی می‌شود که با عبور از ذرات موجود در هوا (و ماده جامع و ماده مایع)، ارتعاشاتی با اشکال، اندازه‌ها و طول‌های مختلف ایجاد می‌کند که بر اساس تعداد دفعاتی که موج قادر به بازتاب بین ذرات است، به گوش شنونده می‌رسد.

دامنه و تقویت هر صدای ایجاد شده به‌طور کامل توسط محیطی که امواج صوتی از آن عبور می‌کنند، تعیین می‌شوند. هم‌چنین در این فرآیند فشار هوا، دما و چگالی نیز نقش دارند، بدین معنی که وقتی یک نت موسیقی با صدای بلند روی کیبورد نواخته می‌شود، هنگام پخش در یک استادیوم در فضای باز و مقابل یک کلاس درس سرپوشیده که توسط دیوارها، میزها و سقف‌ها تقویت می‌شود، آرام‌تر به‌‌گوش خواهد رسید و مسافت کم‌تری را طی می‌کند.

ساینس‌نیوز به‌این نکته اشاره داشته که تقسیم فرکانس‌ها در 240 هرتز اتفاق می‌افتد که دقیقا در نت وسط C در موسیقی جای دارد. هر چیزی بالاتر از محدوده 240 هرتز، به‌عنوان نویز با صدای بالا در نظر گرفته می‌شود، این در حالی است که محدوده صوتی زیر 240 هرتز، در دسته‌بندی صداهای کم قرار دارد.

چرا صداهای بلند در مریخ، تقریبا نامفهوم هستند؟

دماهای بالاتر معمولا چگالی اتمسفر سیاره را با پخش کردن مولکول‌ها کاهش می‌دهند، این بدان معنی است که کار امواج آکوستیک برای پرتاب کردن موج‌های خود به فواصل دورتر، دشواتر است. با این وجود، یک اتمسفر سرد و نازک غنی از دی‌اکسید کربن می‌تواند باعث شود تا صداهایی بلند و با سرعت بالا تولید شوند، تا جایی‌که محققان ممکن است از محدوده سفر و سرعت صوت برای استنباط جزئیات در مورد ترکیب و فشار جو استفاده کنند، موردی که مریخ‌نورد استقامت ناسا برای انجام آن تجهیز شده است.

همان‌طور که گفته شد، صداهای بلند ایجاد شده در مریخ، حداکثر تا فاصله 26 فوت، یعنی نهایتا تا جایی‌که جو نازک مبتنی بر CO2 بتواند آنها را حمل کند، شنیده می‌شوند. با این‌حال، مریخ نیز از فصول خاص خود برخوردار بوده و محققان ناسان امیدوارند که پاییز مریخی بتواند فشار اتسمفر را افزایش دهد و محیطی پر سر و صداتر از آنچه در حال حاضر در این سیاره سرخ وجود دارد را ایجاد کند. ناسا هم‌چنین در وب‌سایت خود، مجموعه‌ای از صداها را منتشر کرده که از این طریق بتوانیم آنها را به مانند ایستادن روی سطح مریخ تجربه کنیم.