Zvuk Tak Hlasitě, Že To Kroužil na Zemi Čtyři Krát

Na 27. srpna 1883, na Zemi vypustil hluk hlasitější než jakýkoli učinila od.

bylo To 10:02 místního času, když zvuk se vynořil z ostrova Krakatoa, který sedí mezi Java a Sumatra v Indonésii., To bylo slyšet 1,300 kilometrů v Andamanské a Nikobarské ostrovy („mimořádné zvuky byly slyšet, jako o zbraně střílející“); 2000 mil v New Guinea a Západní Austrálie („sérii hlasitých zpráv, připomínající ty z dělostřelectva v severo-západním směru“); a dokonce i 3000 mil daleko v Indickém Oceánu, ostrov Rodrigues, v blízkosti Mauritius („pocházející z východu, jako vzdálený řev z těžkých zbraní.“) 1 Celkem to slyšeli lidé ve více než 50 různých geografických lokalitách, které společně pokrývají oblast pokrývající třináctou zeměkouli.,

Přemýšlejte na chvíli, jak šílené to je. Pokud jste v Bostonu a někdo vám řekne, že slyšeli zvuk přicházející z New Yorku, pravděpodobně jim dáte zábavný vzhled. Ale Boston je pouhých 200 mil od New Yorku. To, o čem tady mluvíme, je jako být v Bostonu a jasně slyšet hluk přicházející z irského Dublinu. Cestování rychlostí zvuku (766 1,233 mil nebo kilometrů za hodinu), to trvá hluk asi čtyři hodiny na pokrytí tuto vzdálenost. Jedná se o nejvzdálenější zvuk, který kdy byl slyšet v zaznamenané historii.,

co by tedy mohlo vytvořit takový hlasitý třesk země? Sopka na Krakatoa právě vybuchla silou tak velkou, že roztrhla ostrov od sebe a podle geologa, který byl svědkem, vyzařovala oblak kouře, který dosáhl 17 mil do atmosféry., Dalo by se použít toto pozorování k výpočtu, že věci chrlil ze sopky na více než 1,600 míle za hodinu-nebo téměř půl míle za sekundu. To je více než dvojnásobek rychlosti zvuku.

tato exploze vytvořila smrtící tsunami s vlnami nad 100 stop (30 metrů) na výšku. Sto šedesát pět pobřežních vesnic a osad bylo smeteno a zcela zničeno. Celkem Nizozemci (tehdy koloniální vládci Indonésie)odhadli počet obětí na 36 417, zatímco jiné odhady přesahují 120 000.,2,3

britská loď Norham Castle byla v době výbuchu 40 mil od Krakatoa. Kapitán lodi napsal ve svém deníku: „tak násilné jsou výbuchy, že ušní bubny více než poloviny mé posádky byly rozbity. Moje poslední myšlenky jsou s mou drahou ženou. Jsem přesvědčen, že nastal den soudu.“

obecně nejsou zvuky způsobeny koncem světa, ale kolísáním tlaku vzduchu. Barometr v Batavia plynárny (100 km od Krakatoa) registrovány následující spike v tlaku na více než 2,5 palců rtuti. To převádí na více než 172 decibelů akustického tlaku, nepředstavitelně hlasitý hluk. Abych to uvedl do kontextu, pokud byste provozovali sbíječku, podléhali byste asi 100 decibelů., Lidský práh bolesti je blízko 130 decibelů, a pokud jste měli tu smůlu, že stojíte vedle proudového motoru, zažijete zvuk 150 decibelů. (Nárůst o 10 decibelů vnímají lidé zhruba dvakrát hlasitěji.) Exploze Krakatoa zaznamenala 172 decibelů na 100 mil od zdroje. Je to tak úžasně hlasité, že se to blíží hranici toho, co máme na mysli „zvukem“.,“

Když budete broukat vědomí, nebo mluvit slovo, jsi kroutí molekuly vzduchu tam a zpátky desítky nebo stovky krát za sekundu, což způsobuje tlak vzduchu nízká, v některých místech a vysoké v jiných místech. Čím hlasitější je zvuk, tím intenzivnější jsou tyto kroutí a čím větší jsou kolísání tlaku vzduchu. Ale je tu limit, jak hlasitý zvuk může dostat. V určitém okamžiku jsou výkyvy tlaku vzduchu tak velké, že oblasti nízkého tlaku zasáhly nulový tlak—vakuum—a nemůžete se dostat o nic nižší. Tento limit je asi 194 decibelů pro zvuk v zemské atmosféře., Hlasitěji, a zvuk je už jen procházejícího vzduchu, je to vlastně tlačí vzduch spolu s ním, vytváří pod tlakem prasknout pohybu vzduchu, známé jako rázová vlna.,

Blíže k Krakatoa, zvuk byl více než tento limit, produkovat výbuch vysokého tlaku vzduchu tak silný, že to protrhlo ušní bubínky námořníků 40 mil. Jak tento zvuk cestoval tisíce mil, dosažení Austrálie a Indického oceánu, wiggles v tlaku začal umírat dolů, znějící spíše jako vzdálený výstřel. Přes 3,000 mil do své cesty, vlna tlaku rostla příliš tichý pro lidské uši slyšet, ale to pokračovalo zametat kupředu, dozvuk celé dny po celém světě., Atmosféra zvonila jako zvonek, pro nás nepostřehnutelná, ale detekovatelná našimi nástroji.

exploze Krakatoa zaznamenala 172 decibelů na 100 mil od zdroje. Je to tak úžasně hlasité, že se to blíží hranici toho, co máme na mysli „zvukem“.“

do roku 1883 meteorologické stanice v mnoha městech po celém světě používaly barometry ke sledování změn atmosférického tlaku. Šest hodin a 47 minut po výbuchu Krakatoa byl v Kalkatě zjištěn nárůst tlaku vzduchu., Do 8 hodin se puls dostal na Mauricius na západě a Melbourne a Sydney na východě. Do 12 hodin si Petrohrad všiml pulzu, následovaný Vídní, Římem, Paříží, Berlínem a Mnichovem. Do 18 hodin se puls dostal do New Yorku, Washingtonu, DC a Toronta. Překvapivě, pro tolik jako pět dní po výbuchu, meteorologických stanic v 50 městech po celém světě pozorovat to bezprecedentní spike v tlaku, opakující se jako hodinky, přibližně každých 34 hodin. Zhruba tak dlouho trvá cesta po celé planetě.,

tlakové vlny z Krakatoa kroužily po celém světě třikrát až čtyřikrát v každém směru. (Každé město pocítilo až sedm tlakových hrotů, protože zažilo rázové vlny cestující v opačných směrech od sopky.) Mezitím, přílivových stanic tak daleko, jako je Indie, Anglie, a San Francisco měří vzestup mořské vlny současně s tím, pulsní, vzduchové, účinek, který nikdy předtím neviděl. Byl to zvuk, který už nemohl být slyšet, ale který pokračoval v pohybu po celém světě, což je jev, který lidé přezdívali “ velká vzduchová vlna.,“

nedávno začalo neuvěřitelné Domácí video sopečné erupce pořízené párem na dovolené v Papui-Nové Guineji dělat kola na internetu. Pokud pozorně sledujete, toto video vám dává smysl pro tlakovou vlnu vytvořenou sopkou.

když sopka vybuchne, vytváří náhlý nárůst tlaku vzduchu; můžete skutečně sledovat, jak se pohybuje vzduchem a kondenzuje vodní páru do mraků, když cestuje. Lidí, kteří video jsou (naštěstí) dost daleko, že tlaková vlna, chvíli trvá, než se k nim dostat., Když konečně zasáhne loď, asi 13 sekund po výbuchu, uslyšíte, co zní jako obrovský výstřel doprovázený náhlým výbuchem vzduchu. Vynásobením 13 sekund rychlost zvuku nám říká, že loď byla asi 4,4 kilometrů, nebo 2.7 mil, daleko od sopky. To je poněkud podobné tomu, co se stalo v Krakatoa, kromě „výstřelu“ v tomto případě bylo slyšet nejen tři, ale 3,000 XNUMX mil daleko, ohromující ukázka obrovské destruktivní síly, kterou příroda může uvolnit.

1. Judd, J. W., et al., Erupce Krakatoa a následné jevy Trübner & Company, (1888).

2. Winchester, s. Krakatoa: den, kdy svět explodoval Penguin, Londýn, Velká Británie (2004).

díky Nicole Sharp a Will Slaton pro užitečné diskuse o fyzice výbuchu Krakatoa.

Aatish Bhatia je nedávná fyzika Ph.D. pracuje na Princetonské univerzitě, aby přinesla vědu a inženýrství širšímu publiku. Píše oceněný vědecký blog Empirical horlivost, hostil na Wired, a je na Twitteru jako @aatishb.,

Tento článek se původně objevil na našem blogu, fakta tak romantická, v září 2014.