火星上的音速和地球上的音速一样吗?

小夏 科学 更新 2024-02-01

根据爱因斯坦的狭义相对论,真空中的光速在宇宙中任何地方都是一样的。 无论你身在何处,如果你测量光速,你会发现它是以 299792458 米秒 (983571056 为单位测量的43英尺秒),这是宇宙的绝对速度极限。

声音不等同于光。 太空中没有人能听到你的尖叫声。 或者换句话说,声音不能在真空中传播,因为它是一种在液体、固体或气体介质中以声波形式传播的振动。

声音在这些介质中以不同的速度传播,并且在更大的密度下传播得更快。 在地球上,声音在水中以每秒 1,500 米(5,000 英尺)的速度移动,在空气中以每秒约 340 米(1,115 英尺)的速度移动。 在固体中,声音移动得更快,尽管速度取决于固体。 试图计算声音传播的最快速度的科学家发现,声音会随着原子质量的增加而减小,这意味着如果声音通过固体氢传播,它将是最快的。 虽然固体氢只在惊人的高压下产生,就像在木星等气态巨行星中发现的那样,但他们计算出声音以每秒36公里(每秒22英里)的速度传播,这可能是声音传播的最快速度。

这使我们能够回答本文标题中的问题。 地球的大气层比火星厚得多,地球表面的密度大约是红色星球的100倍。 因此,如果大气层足够厚,可以传播声音很远的距离,那么你会期望声音在那里传播得比这里慢。

当然,我们有火星上的声音录音,包括火星沙尘暴的声音,这要归功于派往那里的机器人大军。 所以我们知道声音在那里传播是实验性的。

事实上,火星是我们实际测量过声速的仅有的两颗行星之一。 在 2022 年的一项实验中,美国宇航局的毅力号火星车向岩石发射了一束激光,等待麦克风听到由此产生的冲击波。 就像在地球上一样,声速因温度和高度而异,但火星车进行的实验发现,杰泽罗陨石坑的平均声速约为每秒 240 米(每小时 540 英里)。

在火星上,当白天变成黑夜时,由于温度下降,速度变化了约10%。 由于声音在低压下如何通过二氧化碳传播,火星在可听见的带宽内经历了声速的变化。

“对于频率高于240赫兹(低于钢琴中间C)的声波,碰撞激活的CO2振动模式没有时间释放能量,”该团队在**中解释道。 事实证明,在火星上,240赫兹以上的频率比低频快10米几秒。 高音比低音更早到达,可能会在火星上带来独特的聆听体验。 ”

火星上的音速

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