“雨”夜听流星（下）
柯言
(接上期)伽剌费尔在这次行动中,曾经希望天文爱好者们参加到收听VLF无线电波信号的行列中来。他希望同时记录下VLF无线电波的信号和时间,以便仔细地研究流星与VLF无线电信号之间的关系。伽剌费尔究竟要干什么呢?为什么别人注意的是在超短波"听流星,而他却要在甚低频波段呢?原来,有人说他们在看到流星的时候,就觉得同时昕到了似乎是东西碎裂了的、很奇怪的声音。观测者们左顾右看,大惑不解,但又相互证实地说:"是的,我也的确听到了。"这是真的吗?不错!在这次2001年11月狮子座流星雨期间,美国旧金山的纽卡姆波(Karen Newcombe)女士就多次听到暗弱的、嘶嘶作响的噪声。她向美国宇航局的专家提出了这一问题:"这怎么可能呢?当我看到流星的时候,它在我头顶上若干英里远呢!"的确不错,固5流星雨反射信号图示(下图)
光和声音不可能同时到达我们的眼睛和耳朵和声音不可能同时到达我们的眼睛和耳朵,就像雷声总在闪电之后很久才隆隆传来。同样的问题,也曾经让历史上的一些大科学家苦恼过。比如说吧,英国科学家哈雷在1719年搜集英国境内有关火流星的观测资料的时候,就有很多目击者写信给他说:"听到了嘶嘶的行进的声音,好像就在近旁。"作为天文学家和数学家的哈雷,在南大西洋的圣赫勒纳岛建立了南半球的第一个天文台,并且测编了第一个南天星表。他最著名的事情,就是发现了1531、1607和1682年出现的三颗大彗星,实际上是同一颗彗星,并且预言它将在1758年底,或者1759年初再次回归一一这就是有名的哈雷彗星。哈雷通过自己的研究工作也能证实,流星远在大约100公里的高空,它的声波大约要5分钟之后才能够传过来。因此他认为,没有任何方式可以使观测者同时看到和听到流星。最后,他认为这些报告纯属"无稽之谈"一一这种观点很悲哀地一直延续了几个世纪。"听到了流星"的报道虽然罕见,却仍然不断传来一一尽管有着像哈雷一样的持怀疑论者。时至今日,现代的研究者已经越来越相信观测者们听到的声音是真的。可喜的是,2001年11月狮子座流星雨期间,人们听到狮子座流星雨的"雨声"不再被认为是白日做梦了。事实上,这种声音并非是从远处按声速传来的,也并非是在流星闪光的同时发出的隆隆爆炸声。它们是
一种奇妙的噪声,科学家称之为"电声变换流星声(electrophonic meteorsounds)澳大利亚纽卡斯尔(Newcastle)大学的物理学家考林.济毅(Colin keay),不仅相信"带着电响的流星",而且勾画出这一物理现象是怎样产生的。按照他的理
论,炽热的流星尾迹不仅给出了我们所看得见的光亮,而且发现了甚低频率(VL盯的无线电信号。这样的无线电波,以光速传向地面,却能够产生从几千赫兹到3万赫兹的音频振荡。因此,这就解决了光和声同时到达的难题。
当然,人耳是不可能直接昕到无线电波的。如果济毅(keay)是对的话,那么,在地面一定有一个"变频器",将无线电波转换成人耳能够听到的声波。事实上,济毅的实验室工作证明,这种"变频器"令人吃惊地普遍存在。一片铝箔,一截细的金属线,树上的松针,甚至于干燥卷曲的头发,都可以接收并对VLF无线电波做出反应。上面曾经谈到的、马歇尔空间飞行中心的伽剌费尔解释说,这一现象的工作原理是:无线电波在导体内产生感应电流,很强的低频电流可以引起一般物体产生振动。物体的振动导致了周围空气的振动,因此我们就听到了声音。更高频率的无线电波,比如说电视信号或者调频收音机信号,每秒钟要震荡几亿次。它们当然也会引起导体高速地振动,但是我们人的耳朵听不到这种频率为百万赫兹以上的声音了,它已经远远超出了我们的听觉范围。反之,对VLF无线电波却能够做到。济毅发现,甚至于一副眼镜在VLF无线电波的作用下也可能产生轻微的振动。或许这可以解释纽约的艾立克(Erich)先生的经历。他说:"那是2001年11月18日,我在外面看狮子座流星雨。我的头向后靠着地面,突然听到咝咝的响声。当时我的头靠近草和树叶,我戴着一副金属架眼镜。声音明显是在我看到一颗比较明亮的火流星的时候同时出现的。"那么,流星又怎么可能产生VLF无线电波信号呢?回答这个问题要困难得多了。济毅从20世纪70年代起,就开始研究"带着电响的流星"。那时,物理学家还没有关于VLF无线电波是怎样从流星的等离子体余迹产生的概念。他必须去寻找自己的、一个新的物理机制。他说,他是从弗莱德·霍伊尔(Fred Hoyle)的太阳黑子理论得到灵感的。按照霍伊尔的理论,太阳上螺旋状磁场储存有巨大的能量。磁力线突然张开,就像绷紧了的橡皮带突然舒展开来引发了太阳耀斑,强烈的太阳风带着电磁辐射和高能粒子,飞出了太阳。当时济毅就在想,是不是流星炽热的尾迹也有着类似的磁场效应,只不过其能量的尺度要小得多?当一颗流星以每秒几十公里的惊人速度冲进地球大气层以后,会使它周围的气体电离,成为等离子态的电离气体云。等离子体有非常特殊的性质。当它处于磁场中的时候,磁力线可以充满其中,并且束缚其中。无论等离子体走到哪儿,磁场就跟到哪儿,科学上称之为磁场的冻结。但是,一旦等离子体受到扰动,其内的磁场也就乱了套了!一颗流星产生的等离子体尾迹也的确充满着地球磁场。而等离子体尾迹在地球大气中很
容易受到状态变化万千的大气的扰动。它搅得等离子体"头晕目旋",其内的磁场也跟着千徊百转,结果就扭成了一团"意大利细面条"一一这也就蕴藏着VL无线电波的能量之源泉了。济毅解释说:最后,等离子体冷却下来,离子重新组合成了原子,气体重新变成完全中性。这时磁场发现,它在被百般玩弄之后,突然间被抛弃、被逐放了。强烈的回弹产生一声大吼一一这就是VLF无线电波的发射。伽剌费尔说,这种解释很容易理解,并且也被济毅(keay)的实验室工作所支持。他说:"令人激动的是,这一物理现象或许已经被人类注意了几千年。即使在近代,有关听到了这一声音的报道者也被嘲笑。从济毅(keay)最早研究这一物理现象到现在,只有25年,他到于宣布所有的这一经历的合法性。这也告诉我们,大自然中依然存在着我们感到惊奇、未能认知、不可理解自事情。我们依然需要解放我们的思想,去学习,去研究。"最后,让我以一首《流星雨之夜》的小诗来结束本文吧:
"雨"夜听流星,
望空万里睛。
银花五六色,
何处吱吱声。
(本文全文来自于《天文爱好者》2002年02期，本站扫描整理全部内容。如原作者不同意转载请联系本站。全部内容及图片未经许可禁止在其他网站转载。谢谢合作）
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