bj
    >> Φυσικές Επιστήμες >  >> η φυσικη

Πώς οι λάτρεις του ραδιοφώνου ακούνε τη μυστική συμφωνία της Γης

Ο Στίβεν ΜακΓκρίβι κοίταξε νευρικά τον ουρανό. Έξω από το φορτηγάκι του στην έρημο Black Rock της Νεβάδα, θυμωμένα μαύρα σύννεφα συγκεντρώθηκαν στον ορίζοντα καθώς οι άνεμοι με ταχύτητα 30 μιλίων την ώρα χτυπούσαν στην επίπεδη έκταση. Στα πόδια του, μια σειρά από χάλκινα σύρματα - εκατοντάδες πόδια από αυτό - έστριβαν σαν φίδια. Καθώς η βροχή χτυπούσε την οροφή, ο McGreevy μάζεψε βιαστικά το καλώδιο, το έσπρωξε στο φορτηγό ανάμεσα σε ένα κουβάρι με εξοπλισμό εγγραφής και βγήκε στο δρόμο. Κατευθύνθηκε προς το Όρεγκον, όπου σχεδίαζε να ρυθμίσει ξανά τη συστοιχία πριν από την αυγή, με την ελπίδα να συλλάβει περίεργους ήχους από τον ουρανό.

Οι θόρυβοι που κυνηγούσε ανακαλύφθηκαν για πρώτη φορά στις πρώτες μέρες του ραδιοφώνου. Οι στρατιώτες στα τηλέφωνα πεδίου στην πρώτη γραμμή του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου θα έλεγαν ότι, μερικές μέρες, άκουγες πραγματικά τις χειροβομβίδες να πετούν - το στακάτο σκάει και οι σφυρίχτρες που πέφτουν μέσα από το σύρμα ακουγόταν σαν εχθρικό πυρ. Η πραγματική τους πηγή, ωστόσο, ήταν εδώ και καιρό αντικείμενο εικασιών. Οι εφημερίδες, για παράδειγμα, τις διαφημίζουν ως εξωγήινες φωνές.

Σήμερα οι ερευνητές κατανοούν ότι αυτοί οι ήχοι είναι το προϊόν κυμάτων πολύ χαμηλής συχνότητας (VLF)—ραδιοσυχνότητες με μήκη κύματος από 10 έως 100 χιλιόμετρα. Δημιουργούνται από φυσικά φαινόμενα—κυρίως καταιγίδες, αλλά και ηφαίστεια και ανεμοστρόβιλοι. Κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας, για παράδειγμα, ο κεραυνός εκπέμπει ηλεκτρομαγνητικά κύματα που διαφέρουν από το χτύπημα της βροντής. ταξιδεύουν όχι με την ταχύτητα του ήχου, αλλά με την ταχύτητα του φωτός. Το εφέ είναι μια χορωδία από τόνους:

στατικά "sferics"

αιχμηρά “tweeks”

και σπάνιοι, απόκοσμοι «σφυρίκτες».

Ο McGreevy ανήκει σε μια υποκουλτούρα πιστών του «φυσικού ραδιοφώνου», που ακούν, ηχογραφούν και συλλέγουν σχολαστικά αυτούς τους σπάνιους και όμορφους ήχους. Εμπορεύονται σχηματικά, φτιάχνουν τον δικό τους εξοπλισμό και μερικές φορές διανύουν μεγάλες αποστάσεις για να βρουν τις καλύτερες περιοχές ακρόασης. Ακριβώς όπως οι αστρονόμοι αναζητούν τα λίγα σκοτεινά μέρη που έχουν απομείνει στη Γη, οι ερασιτέχνες κυνηγοί VLF προσπαθούν να βρουν τα τελευταία μέρη χωρίς ηλεκτρικές παρεμβολές. Οι γραμμές ηλεκτρικού ρεύματος παράγουν ένα drone, αδιάκοπο σαν το βουητό μιας μύγας, που πνίγει τον φυσικό θόρυβο. Ως εκ τούτου, οι προνομιακές τοποθεσίες είναι απομονωμένα σημεία—οι ερημιές στα νοτιοδυτικά, η τούνδρα και τα λιβάδια του Καναδά, η έρημος Alvord του Όρεγκον.

Το αποτέλεσμα είναι κάτι περισσότερο από μια εξαίσια βιβλιοθήκη φυσικού θορύβου. Οι εγγραφές VLF προσφέρουν έναν τρόπο παρατήρησης της συμπεριφοράς των ηλεκτρομαγνητικών χώρων που περιβάλλουν τη Γη. Το χαρακτηριστικό σφύριγμα, για παράδειγμα, είναι η υπογραφή της ενέργειας που ταξιδεύει μέσα από τη μαγνητόσφαιρα, το μαγνητικό πεδίο της Γης. Ο ήχος εμφανίζεται όταν η ακτινοβολία από κεραυνό, που έλκεται από φορτισμένα σωματίδια στη μαγνητόσφαιρα, εκτοξεύεται στο διάστημα κατά μήκος των γραμμών του μαγνητικού πεδίου. Καθώς ακολουθούν αυτές τις καμπύλες τροχιές πίσω προς τη Γη, τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα διασκορπίζονται, όπως το φως που διαθλάται σε ένα πρίσμα. Οι υψηλότερες συχνότητες εισέρχονται ξανά στην ατμόσφαιρα πρώτα και οι υπόλοιπες ακολουθούν με φθίνοντα ρυθμό—εξ ου και το σφύριγμα.

Τα Sferics και τα tweeks, εν τω μεταξύ, είναι προϊόντα της ενέργειας της καταιγίδας που ανακλάται από την ιονόσφαιρα, το στρώμα των φορτισμένων σωματιδίων που φτάνει τα 1.000 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της Γης. Τα Sferics κυριαρχούν κατά τη διάρκεια της ημέρας, κροταλίζουν σαν λευκός θόρυβος—κάθε στατικό σφύριγμα από έναν κεραυνό έως και χιλιάδες μίλια μακριά. Τη νύχτα, ωστόσο, οι συνθήκες στην ιονόσφαιρα μετατοπίζονται, διοχετεύοντας ενέργεια από ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις και τεντώνοντας τα συριγμό σε twee.

Υπάρχουν επίσης πρακτικοί λόγοι για τη μελέτη των κυμάτων VLF. Μπορεί, για παράδειγμα, να αποδειχθούν χρήσιμα στις δορυφορικές επικοινωνίες. Καθώς η ακτινοβολία VLF ταξιδεύει μέσω της μαγνητόσφαιρας, φαίνεται να μειώνει τον αριθμό των φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία μπορούν να βλάψουν τα δορυφορικά ηλεκτρονικά. Μια πληρέστερη κατανόηση αυτής της διαδικασίας θα μπορούσε να επιτρέψει στους μηχανικούς να παρατείνουν τη διάρκεια ζωής των δορυφόρων στέλνοντας ανθρωπογενή κύματα VLF στο διάστημα. Την ίδια στιγμή, ειδικοί στις τηλεπικοινωνίες εξετάζουν τα κύματα VLF για τη μεταφορά φωνητικών κλήσεων και δεδομένων. Επειδή τα μεγάλα κύματα απαιτούν μεγάλες κεραίες για μετάδοση και λήψη, το μέγεθος είναι πρόβλημα. Αλλά η ικανότητα αυτών των κυμάτων να διανύουν τεράστιες αποστάσεις είναι ελκυστική. Πρόσφατα, ένα φιλόδοξο έργο στην Αλάσκα, που χρηματοδοτήθηκε εν μέρει από την Υπηρεσία Προηγμένων Ερευνητικών Προγραμμάτων Άμυνας των ΗΠΑ (DARPA), χρησιμοποίησε μια σειρά από 180 κεραίες για να αξιοποιήσει το ρεύμα στην ιονόσφαιρα που οδηγεί το βόρειο σέλας (βόρειο φως), επιτρέποντας στους ερευνητές να επικοινωνούν με πυρηνικά υποβρύχια στην άλλη άκρη του κόσμου.

Αν και οι επιστήμονες έχουν μελετήσει τα κύματα VLF για δεκαετίες, είναι δύσκολο να ανταγωνιστούν τον ζήλο του αφοσιωμένου ερασιτέχνη. Ο Mike Midecke, ένας πρώιμος θιασώτης του ραδιοφώνου VLF, θυμάται ότι είχε προσκληθεί στα τέλη της δεκαετίας του 1980 στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, όπου, στο πνεύμα της glasnost , Σοβιετικοί και Αμερικανοί επιστήμονες συγκεντρώθηκαν σε ένα υπόγειο για να ακούσουν ο ένας τις ηχογραφήσεις VLF του άλλου. Ευχαριστημένος αλλά σαστισμένος, ο Midecke ρώτησε γιατί ήταν εκεί. "Γιατί?" απάντησε ο ανώτερος επιστήμονας του Στάνφορντ. "Είσαι ένας από τους 200 ίσως ανθρώπους στη Γη που γνωρίζουν οτιδήποτε για αυτό το πράγμα."

Σιγά σιγά, αυτό άλλαξε. Ξεκινώντας το 1989, ο Midecke συμμετείχε στο έργο INSPIRE της NASA, το οποίο παρέχει στους Αμερικανούς μαθητές πρόσβαση στην τεχνολογία δέκτη VLF. Από την πλευρά του, ο McGreevy, ένα είδος Άλαν Λόμαξ του φυσικού ραδιοφώνου, έχει βρει ένα δεκτικό κοινό πέρα ​​από τους μεσήλικες λάτρεις του ραδιοφώνου. Έχει σχεδιάσει μια φορητή κεραία "whip", παρόμοια με την κεραία ραδιοφώνου στο καπό ενός αυτοκινήτου, που κάνει την εγγραφή VLF πολύ λιγότερο αποθαρρυντική από ό,τι όταν απαιτούσε μια μεγάλη συστοιχία καλωδίων. Υπολογίζει ότι ορισμένα από τα σχηματικά του κεραίας έχουν ληφθεί περισσότερες από 50.000 φορές.

Αλλά παρόλο που οι ερασιτέχνες έχουν συγκεντρωθεί και μεγαλώσει ως κοινότητα με τα χρόνια, η ακρόαση παραμένει ατομική επιδίωξη. «Όταν βγαίνεις εκεί έξω, νιώθεις μια αίσθηση μοναξιάς», λέει ο McGreevy. "Οι άνθρωποι είναι μόνοι τους."

Πίσω στην έρημο Alvord του Όρεγκον, ο ήλιος άρχισε να ανατέλλει. Ο McGreevy κύλησε 2.000 πόδια σύρμα πάνω από άμμο και φασκόμηλο. Σε όλο τον κόσμο, ένας κεραυνός χτύπησε. Μέσα από τα ακουστικά του ακούστηκε ένας ήχος σαν ακτίνα λέιζερ. Άνοιξε το μαγνητόφωνό του και, για μια στιγμή, φάνηκε σαν να του μιλούσε η γη.


Ηχογραφήσεις ευγενική προσφορά του The INSPIRE Project.


Για να σώσετε ανθρώπους που πνίγονται, ρωτήστε τον εαυτό σας «Τι θα έκανε το φως;»

Φανταστείτε ότι είστε ναυαγοσώστης και βλέπετε κάποιον να αγωνίζεται να παραμείνει στη ζωή. Όντας υπεύθυνος ναυαγοσώστης, θέλεις να τους φτάσεις όσο πιο γρήγορα γίνεται. Είστε αρκετά γρήγοροι όταν κολυμπάτε, αλλά ακόμα πιο γρήγοροι τρέχετε στην άμμο. Ποια είναι λοιπόν η πιο γρήγορη διαδρομή για να φ

LR Circuit σε σειρά με πηγή A.C

Όταν η αυτεπαγωγή L και η αντίσταση R συνδέονται σε σειρά σε μια εναλλασσόμενη πηγή τάσης, τότε το κύκλωμα ονομάζεται κύκλωμα LR ή φίλτρο LR. Καθώς είναι συνδεδεμένα σε σειρά, και τα δύο θα έχουν την ίδια ποσότητα ρεύματος που θα ρέει μέσα από αυτά. Μεμονωμένα στοιχεία ενός κυκλώματος LR Ας ρίξουμε

Γιατί τα ελικόπτερα έχουν ουραίο ρότορα;

Οι ρότορες πάνω από ένα ελικόπτερο είναι εκεί για να το κάνουν να πετάξει. Ο ήχος των ρότορων που κόβουν τον άνεμο έχει συνδεθεί παγκοσμίως με την επικείμενη άφιξη του ελικόπτερου. Οι ρότορες είναι τόσο μεγάλοι και θορυβώδεις, που είναι πραγματικά δύσκολο να μην παρατηρήσετε την παρουσία τους. Ωστόσ