ljudet så högt att det cirklade jorden fyra gånger

den 27 augusti 1883 släppte jorden ut ett ljud högre än något det har gjort sedan dess.

det var 10:02 am lokal tid när ljudet kom ut från ön Krakatoa, som sitter mellan Java och Sumatra i Indonesien., Det hördes 1 300 miles bort i Andaman och Nicobar islands (”extraordinära ljud hördes, som av skjutvapen”); 2 000 miles away I Nya Guinea och västra Australien (”en serie högljudda rapporter, som liknar artilleri i nordvästlig riktning”); och till och med 3 000 miles away i Indiska Oceanen ön Rodrigues, nära Mauritius (”kommer från öst, som det avlägsna bruset av tunga vapen.”) 1 sammantaget hördes det av människor på över 50 olika geografiska platser, tillsammans som spänner över ett område som täcker en trettonde av världen.,

Tänk, för ett ögonblick, hur galet det här är. Om du är i Boston och någon säger att de hörde ett ljud som kommer från New York City, kommer du förmodligen att ge dem en rolig look. Men Boston är bara 200 km från New York. Vad vi pratar om här är som att vara i Boston och tydligt höra ett ljud som kommer från Dublin, Irland. Reser med ljudets hastighet (766 miles eller 1,233 kilometer i timmen), det tar ett ljud om fyra timmar för att täcka det avståndet. Detta är det mest avlägsna ljudet som någonsin har hörts i inspelad historia.,

Så vad kan möjligen skapa en sådan jord-splittrande högt bang? En vulkan på Krakatoa hade just brutit ut med en kraft så stor att den slet ön isär, avger en plym av rök som nådde 17 miles in i atmosfären, enligt en geolog som bevittnade det., Du kan använda den här observationen för att beräkna det där som spyr ut ur vulkanen på över 1 600 miles per timme—eller nästan en halv mil per sekund. Det är mer än dubbelt ljudets hastighet.

denna explosion skapade en dödlig tsunami med vågor över 100 fot (30 meter) i höjd. Hundra sextiofem kustbyar och bosättningar sveptes bort och helt förstördes. Sammantaget uppskattade holländarna (de koloniala härskarna i Indonesien vid den tiden) dödssiffran till 36 417, medan andra uppskattningar överstiger 120 000.,2,3

det brittiska fartyget Norham Castle var 40 miles från Krakatoa vid tidpunkten för explosionen. Fartygets kapten skrev i sin logg, ” så våldsamma är explosionerna att örontrummorna på över hälften av min besättning har krossats. Mina sista tankar är med min kära fru. Jag är övertygad om att domedagen har kommit.”

i allmänhet orsakas ljud inte i slutet av världen utan av fluktuationer i lufttrycket. En barometer vid Batavia gasworks (100 miles away från Krakatoa) registrerade den efterföljande spetsen i tryck på över 2,5 inches kvicksilver. Som omvandlar till över 172 decibel av ljudtryck, ett ofattbart högt ljud. För att uttrycka det i sammanhanget, om du driver en jackhammer skulle du bli föremål för cirka 100 decibel., Den mänskliga tröskeln för smärta är nära 130 decibel, och om du hade olyckan att stå bredvid en jetmotor, skulle du uppleva ett 150-decibel ljud. (En 10-decibel ökning uppfattas av människor som låter ungefär dubbelt så högt.) Krakatoa explosionen registrerade 172 decibel vid 100 miles från källan. Detta är så förvånansvärt högt, att det är inching upp mot gränserna för vad vi menar med ” ljud.,”

När du hum en anteckning eller talar ett ord, vickar du luftmolekyler fram och tillbaka dussintals eller hundratals gånger per sekund, vilket gör att lufttrycket är lågt på vissa ställen och högt på andra ställen. Ju högre ljudet är, desto intensivare är dessa wiggles och ju större fluktuationerna i lufttrycket. Men det finns en gräns för hur högt ett ljud kan få. Vid något tillfälle är fluktuationerna i lufttrycket så stora att lågtrycksregionerna träffar nolltryck—ett vakuum—och du kan inte få något lägre än det. Denna gräns råkar vara ca 194 decibel för ett ljud i jordens atmosfär., Något högre, och ljudet passerar inte längre bara genom luften, det driver faktiskt luften tillsammans med det, vilket skapar en trycksatt explosion av rörlig luft som kallas en chockvåg.,

närmare Krakatoa var ljudet långt över denna gräns, vilket gav en tryckvåg av högtrycksluft så kraftfull att den bröt trumhinnorna av sjömän 40 miles away. När detta ljud reste tusentals miles, nå Australien och Indiska Oceanen, wiggles i tryck började dö ner, låter mer som en avlägsen skott. Över 3000 miles in på sin resa, våg av tryck växte för tyst för mänskliga öron att höra, men det fortsatte att sopa framåt, reverberating för dagar över hela världen., Atmosfären ringde som en klocka, omärklig för oss men detekterbar av våra instrument.

Krakatoa-explosionen registrerade 172 decibel vid 100 miles från källan. Detta är så förvånansvärt högt, att det är inching upp mot gränserna för vad vi menar med ” ljud.”

vid 1883 använde väderstationer i städer över hela världen barometrar för att spåra förändringar i atmosfärstrycket. Sex timmar och 47 minuter efter Krakatoa-explosionen upptäcktes en ökning av lufttrycket i Calcutta., Med 8 timmar nådde pulsen Mauritius i väst och Melbourne och Sydney i öst. Vid 12 timmar märkte St Petersburg pulsen, följt av Wien, Rom, Paris, Berlin och München. Med 18 timmar hade pulsen nått New York, Washington, DC och Toronto. Otroligt, för så många som fem dagar efter explosionen, observerade väderstationer i 50 städer runt om i världen denna oöverträffade ökning av trycket återkommande som urverk, ungefär var 34: e timme. Det är ungefär hur lång tid det tar att resa runt hela planeten.,

tryckvågorna från Krakatoa cirkulerade världen tre till fyra gånger i varje riktning. (Varje stad kände upp till sju tryckspikar eftersom de upplevde chockvågor som reser i motsatta riktningar från vulkanen. Under tiden mätte tidvattenstationer så långt bort som Indien, England och San Francisco en ökning av havsvågor samtidigt med denna luftpuls, en effekt som aldrig hade sett tidigare. Det var ett ljud som inte längre kunde höras men som fortsatte att röra sig runt om i världen, ett fenomen som folk smeknamnet ”The great air-wave.,”

nyligen började en otrolig hemvideo av ett vulkanutbrott som togs av ett par på semester i Papua Nya Guinea göra rundorna på Internet. Om du tittar noga, ger den här videon dig en känsla för tryckvågen som skapats av en vulkan.

när vulkanen bryter ut, producerar den en plötslig spik i lufttrycket; du kan faktiskt titta på när den rör sig genom luften och kondenserar vattenånga i moln när den reser. De människor som tar videon är (lyckligtvis) tillräckligt långt bort att tryckvågan tar ett tag att nå dem., När den äntligen träffar båten, några 13 sekunder efter explosionen, hör du vad som låter som ett stort skott tillsammans med en plötslig luftblåsning. Multiplicera 13 sekunder med ljudets hastighet berättar att båten var ca 4,4 kilometer, eller 2,7 miles, bort från vulkanen. Detta är något besläktat med vad som hände i Krakatoa, förutom ”skott” i så fall kunde höras inte bara tre men 3000 miles, bort, en häpnadsväckande demonstration av den enorma destruktiva kraften som naturen kan släppa loss.

1. Judd, J. W., et al., Utbrottet av Krakatoa, och efterföljande fenomen Trübner & företag, (1888).

2. Winchester, S. Krakatoa: Den Dag då Världen Exploderade Penguin, London, storbritannien (2004).

Tack vare Nicole Sharp och kommer att Slaton för användbara diskussioner om fysiken i Krakatoa-explosionen.

Aatish Bhatia är en ny fysik Ph.D. arbetar vid Princeton University för att få vetenskap och teknik till en bredare publik. Han skriver den prisbelönta vetenskapsbloggen empirisk iver, värd på Wired, och är på Twitter som @aatishb.,

denna artikel dök ursprungligen upp på vår blogg, fakta så romantiskt, i September 2014.