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利用美国宇航局的航天器数据,科学家们把星际空间变成了音乐

放大字体  缩小字体 发布日期: 2024-11-26 16:46   来源:http://www.baidu.com/  作者:无忧资讯  浏览次数:6
核心提示:如果你想知道星际空间是什么样子的,它可以是一个mosh坑。来自太阳和无数其他恒星的高能冲击混合在一起,形成了粒子和辐射的汤。

如果你想知道星际空间是什么样子的,它可以是一个mosh坑。来自太阳和无数其他恒星的高能冲击混合在一起,形成了粒子和辐射的汤。你可以听银河派对的音乐。

自从美国宇航局的旅行者1号宇宙飞船成为第一个穿越星际空间的人造物体以来,研究人员一直在研究它从数十亿英里外传回地球的数十年数据,以深入了解我们宇宙的奥秘。现在,一位粒子物理学家和专业长笛演奏家已经将星际空间的波形数据——稠密的粒子汤汁——转化为更适合古典音乐会的音乐。

周四在奥斯汀举行的西南偏南EDU会议上首次亮相的新太空拥堵,描绘了旅行者1号离开太阳周围的气泡,进入熙攘的星际空间的那一刻。

乐曲由长笛独奏,以流畅、连贯的音符(有些使用连奏)在较低的音域开始,以说明来自太阳系内部的数据。随后,信号的响度会逐渐增加,或逐渐增强,这表明飞船正在穿越日球层顶,或进入星际空间的边界。然后旋律变得非常高,变换形状,用更多的跳跃来描述繁忙的星际空间环境。

安格利亚鲁斯金大学(Anglia Ruskin University)的音乐作曲家、物理学家多梅尼科·维希南扎(Domenico Vicinanza)创作了这首曲子,他说:“我认为,了解到这与旅行者号测量的数据有关,就为人们的感知增加了另一个维度。”“这是不同的,因为物理是不同的……一些非常非常戏剧性的变化。在这种情况下,它是带电粒子的数量。”

每个音符代表等离子体波一天的平均读数,等离子体波是由空间中带电粒子振荡引起的。接近结尾时,音符变得更加稀疏。这些停顿代表了数据的空白,因为旅行者1号在向宇宙越来越远的地方飞行时,在向地球发射数据时遇到了一些障碍。

将测量数据表示为声音被称为数据声波化,近年来越来越流行。听数据可以帮助科学家更好地识别复杂数据中的趋势和异常,因为我们的耳朵比眼睛更敏感地捕捉到模式。它还可以帮助研究人员更快地处理大量数据。

还有一些人,比如Vicinanza,用这些声音来创作音乐,更好地向公众传播科学。他之前创作的音乐来自间歇泉爆炸(使用地球振动的数据)和黄石国家公园标志性的冒泡泥浆池(用麦克风录制)。

研究人员使用的原始数据听起来通常与Vicinanza创作的旋律音乐有点不同。旅行者1号的星际等离子数据听起来像无线电静电,夹杂着周期性的哨声——好莱坞可能会把这种怪异的声音用作外星人的噪音。随着旅行者1号的前进,哨声越来越响,音调越来越高,这表明星际介质正在迅速变厚。

“当我听到这些声音时,首先给我留下深刻印象的是,当你听到声音时,密度的增加要比看到声音时剧烈得多,”旅行者号星际任务的NASA客座研究员斯特拉·奥克尔(Stella Ocker)在电子邮件中写道。“我们的耳朵似乎对音调的变化非常敏感。”

Ocker发表了关于旅行者号星际测量的文章,他说研究远离地球的电子密度很重要,因为它可以告诉我们它是如何影响我们太阳系内部的条件的,反之亦然。旅行者号的密度测量图描绘了“我们的星际后院”,帮助研究人员了解它包含什么,延伸到多远,以及它如何影响我们的家园。

当Ocker听Vicinanza的曲子时,她说她喜欢这首曲子捕捉了旅行者1号在长时间和短时间尺度上的经历。它显示了电子密度的整体增加以及较低水平的持续变化。康奈尔大学(Cornell University)天文学博士候选人奥克尔(Ocker)说,这一表演也“真正强调了旅行者号持续不断的运动感,以及它一直在向前推进。”

这首新的“旅行者”作品建立在Vicinanza和他的同事Genevieve Williams之前的工作基础上,他们把旅行者1号低能带电粒子探测器40年的数据变成了大约三分钟的管弦乐作品。

在这段音频中,旅行者1号开始了它的旅程,小提琴演奏了这段旋律。当飞船遭遇木星和土星时,钢琴和圆号响起。笛子、短笛和钟琴表示它正在进入星际空间。

在过去的十年里,将数据转化为声音变得越来越流行,但这种声波化可以追溯到17世纪。天文学家约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler)展示了音符是如何说明行星围绕太阳在椭圆轨道(而不是圆形轨道)上加速和减速的。他把每颗行星绕太阳公转的速度转换成不同的音符,Vicinanza解释道。更高的速度对应更高的音调;速度慢,音调低。

Vicinanza在他的作品中使用了类似的技术,有时本质上是在音乐小节中叠加波形数据作为他的起点。他的目标是在数据和节奏之间建立正确的映射,“可以在不牺牲科学严谨性的情况下讲述一个故事”。

在某些情况下,大自然的模式与已知的音乐方式一致。例如,新的旅行者1号音乐作品实际上呈现了西方音乐中常见的传统和弦模式。数据的本质是由一系列连续的八分音符组成的,这些八分音符几乎从不停止,直到最后,它周期性地导致一系列琶音。

它概述了“主音和弦,这是我们文化中最基本的和弦进行,”获奖长笛演奏家阿丽莎·施瓦茨(Alyssa Schwartz)说。她在西南偏南音乐节上演奏了这首来自旅行者1号数据的曲子。

但有时,数据映射会导致人类执行荒谬的音乐任务。例如,最新的旅行者1号有37个小节,在32小节之前没有地方休息或呼吸。

“我明白了,大自然并不在乎我是否需要呼吸,”费尔蒙特州立大学乐队主任施瓦茨说。(她不得不找时间偷偷地喘口气。)

施瓦茨说,音乐推动了她的技术发展,包括具有挑战性的交叉指法和宽而难的跳跃——她在其他任何地方都没有遇到过的模式。

施瓦茨说:“这种音乐的有趣之处在于,我试图将作曲家与自然联系起来。”“我不能依靠自己的音乐理论或音乐史知识来做出决定。”

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