dźwięk tak głośny, że cztery razy okrążyła ziemię

27 sierpnia 1883 roku Ziemia wydała hałas głośniejszy niż jakikolwiek, jaki wydała od tego czasu.

była godzina 10:02 czasu lokalnego, kiedy dźwięk wyłonił się z wyspy Krakatoa, która leży między jawą a Sumatrą w Indonezji., Było to słyszane w odległości 1300 mil na Andamanach i Nikobarach („Nadzwyczajne dźwięki słychać, jak działa strzelają”); 2000 mil na Nowej Gwinei i w Australii Zachodniej („seria głośnych raportów, przypominających raporty artylerii w kierunku północno-zachodnim”); a nawet 3000 mil na wyspie Rodrigues na Oceanie Indyjskim, w pobliżu Mauritiusa („dochodzące ze Wschodu, jak odległy ryk ciężkich dział.”) 1 w sumie było słyszane przez ludzi w ponad 50 różnych lokalizacjach geograficznych, łącznie obejmujących obszar obejmujący trzynastą część globu.,

pomyśl przez chwilę, jakie to szalone. Jeśli jesteś w Bostonie i ktoś ci powie, że słyszał dźwięk dochodzący z Nowego Jorku, prawdopodobnie będziesz im śmiesznie wyglądać. Ale Boston jest zaledwie 200 mil od Nowego Jorku. To, o czym tu mówimy, to jak bycie w Bostonie i wyraźne słyszenie hałasu dochodzącego z Dublina w Irlandii. Podróżując z prędkością dźwięku (766 mil lub 1233 kilometrów na godzinę), hałas zajmuje około czterech godzin, aby pokonać tę odległość. Jest to najbardziej odległy dźwięk, jaki kiedykolwiek został usłyszany w historii nagrań.,

więc co może wywołać taki wstrząsający huk? Wulkan na Krakatoa właśnie wybuchł z siłą tak wielką, że rozerwał wyspę na strzępy, emitując pióropusz dymu, który dotarł do atmosfery 17 mil, według geologa, który był świadkiem tego., Możesz użyć tej obserwacji, aby obliczyć, że rzeczy wypłynęły z wulkanu z prędkością ponad 1600 mil na godzinę – lub prawie pół mili na sekundę. To ponad dwukrotnie większa prędkość dźwięku.

ta eksplozja stworzyła zabójcze tsunami z falami o wysokości ponad 100 stóp (30 metrów). Sto sześćdziesiąt pięć nadmorskich wiosek i osad zostało zniszczonych i całkowicie zniszczonych. W sumie Holendrzy (kolonialni władcy Indonezji w tym czasie) oszacowali liczbę ofiar śmiertelnych na 36 417, podczas gdy inne szacunki przekraczają 120 000.,2,3

brytyjski statek Norham Castle znajdował się 40 mil od Krakatoa w momencie eksplozji. Kapitan statku napisał w swoim dzienniku: „tak gwałtowne są eksplozje, że bębny uszne ponad połowy mojej załogi zostały roztrzaskane. Moje ostatnie myśli są z moją kochaną żoną. Jestem przekonany, że nadszedł dzień sądu.”

ogólnie rzecz biorąc, dźwięki są spowodowane nie końcem świata, ale wahaniami ciśnienia powietrza. Barometr w Gazowni Batavia (100 mil od Krakatoa) zarejestrował wynikający z tego skok ciśnienia na ponad 2,5 cala rtęci. To przelicza się na ponad 172 decybele ciśnienia akustycznego, niewyobrażalnie głośny hałas. Mówiąc o tym w kontekście, gdybyś operował młotem pneumatycznym, podlegałbyś około 100 decybelom., Ludzki próg bólu jest blisko 130 decybeli, a gdybyś miał nieszczęście stania obok silnika odrzutowego, doświadczyłbyś 150 decybeli dźwięku. (10-decybelowy wzrost jest postrzegany przez ludzi jako brzmiący mniej więcej dwa razy głośniej.) Eksplozja Krakatoa zarejestrowała 172 decybele w odległości 100 mil od źródła. Jest to tak zdumiewająco głośne, że zbliża się do granic tego, co rozumiemy przez ” dźwięk.,”

Kiedy nucisz notatkę lub wypowiadasz słowo, poruszasz cząsteczkami powietrza dziesiątki lub setki razy na sekundę, powodując, że ciśnienie powietrza w niektórych miejscach jest niskie, a w innych wysokie. Im głośniejszy dźwięk, tym intensywniejsze drgania i większe wahania ciśnienia powietrza. Ale jest granica, jak głośny może być dźwięk. W pewnym momencie wahania ciśnienia powietrza są tak duże, że regiony niskiego ciśnienia osiągają zerowe ciśnienie—próżnię—i nie można uzyskać niższego ciśnienia. Limit ten wynosi około 194 decybele dla dźwięku w ziemskiej atmosferze., Głośniej, a dźwięk nie jest już tylko przechodzący przez powietrze, to faktycznie popycha powietrze wraz z nim, tworząc pod ciśnieniem wybuch poruszającego się powietrza znany jako fala uderzeniowa.,

bliżej Krakatoa dźwięk był znacznie przekraczający ten limit, wytwarzając podmuch powietrza pod wysokim ciśnieniem tak potężny, że rozerwał bębenki uszne marynarzy oddalonych o 40 mil. Gdy ten dźwięk przebył tysiące mil, docierając do Australii i Oceanu Indyjskiego, wiggles w ciśnieniu zaczął gasnąć, brzmiąc bardziej jak odległy wystrzał. Przez ponad 3000 mil w czasie swojej podróży fala ciśnienia stała się zbyt cicha, aby ludzkie uszy mogły ją usłyszeć, ale nadal szła naprzód, rozbrzmiewając całymi dniami po całym świecie., Atmosfera biĺ ' a jak dzwon, niezauważalna dla nas, ale wykrywalna przez nasze instrumenty.

eksplozja Krakatoa zarejestrowała 172 decybele w odległości 100 mil od źródła. Jest to tak zdumiewająco głośne, że zbliża się do granic tego, co rozumiemy przez ” dźwięk.”

do 1883 roku Stacje Pogodowe w wielu miastach na całym świecie wykorzystywały barometry do śledzenia zmian ciśnienia atmosferycznego. Sześć godzin i 47 minut po eksplozji Krakatoa, w Kalkucie wykryto skok ciśnienia powietrza., O 8 godzin puls dotarł do Mauritiusa na Zachodzie oraz Melbourne i Sydney na wschodzie. O 12 godzin Petersburg zauważył puls, a następnie Wiedeń, Rzym, Paryż, Berlin i Monachium. W ciągu 18 godzin puls dotarł do Nowego Jorku, Waszyngtonu i Toronto. O dziwo, nawet przez pięć dni po eksplozji, Stacje Pogodowe w 50 miastach na całym świecie obserwowały ten bezprecedensowy wzrost ciśnienia powtarzający się jak w zegarku, w przybliżeniu co 34 godziny. Mniej więcej tyle trwa podróż dźwięku po całej planecie.,

w sumie fale ciśnienia z Krakatoa krążyły po kuli ziemskiej trzy do czterech razy w każdym kierunku. (Każde miasto odczuwało do siedmiu skoków ciśnienia, ponieważ doświadczyło fal uderzeniowych podróżujących w przeciwnych kierunkach od wulkanu.) Tymczasem stacje pływowe tak daleko, jak Indie, Anglia i San Francisco zmierzyły wzrost fal oceanicznych jednocześnie z tym impulsem powietrza, efekt, którego nigdy wcześniej nie widziano. Był to dźwięk, który nie był już słyszalny, ale wciąż poruszał się po świecie, zjawisko, które ludzie nazywali ” wielką falą powietrzną.,”

Ostatnio w Internecie pojawił się niesamowity filmik z erupcji wulkanu zrobionej przez parę na wakacjach w Papui-Nowej Gwinei. Jeśli oglądasz uważnie, ten film daje poczucie fali ciśnienia utworzonej przez wulkan.

Kiedy wulkan wybucha, wytwarza nagły skok ciśnienia powietrza; można obserwować, jak porusza się w powietrzu, skraplając parę wodną do chmur podczas podróży. Ludzie biorący Film są (na szczęście) na tyle daleko, że fala ciśnienia zajmuje trochę czasu, aby do nich dotrzeć., Kiedy w końcu uderzy w Łódź, jakieś 13 sekund po eksplozji, usłyszysz coś, co brzmi jak ogromny wystrzał, któremu towarzyszy nagły podmuch powietrza. Mnożenie 13 sekund przez prędkość dźwięku mówi nam, że łódź była około 4,4 kilometra, lub 2,7 mil, od wulkanu. Jest to nieco podobne do tego, co wydarzyło się w Krakatoa, z wyjątkiem „wystrzału” w tym przypadku można było usłyszeć nie tylko trzy, ale 3,000 mil, z dala, oszałamiającą demonstrację ogromnej niszczycielskiej mocy, którą natura może wyzwolić.

1. Judd, J. W., et al., Erupcja Krakatoa i kolejne zjawiska Trübner & Company, (1888).

2. Winchester, S. Krakatoa: The Day The World Exploded Penguin, London, United Kingdom (2004).

podziękowania dla Nicole Sharp i Willa Slatona za pomocne dyskusje na temat fizyki eksplozji Krakatoa.

Aatish Bhatia jest niedawnym Doktorem fizyki pracującym na Uniwersytecie Princeton, aby przybliżyć naukę i inżynierię szerszej publiczności. Pisze wielokrotnie nagradzany blog naukowy Empirical Zeal, prowadzony w Wired, i jest na Twitterze jako @aatishb.,

Ten artykuł ukazał się na naszym blogu, Facts So Romantic, we wrześniu 2014 roku.