В Вильнюсе проходит Международный конгресс по звукам и вибрациям. В рамках этого мероприятия группа ученых из университета Аальто в Финляндии под руководством профессора Унто Лайне представили аудиозаписи звуков, сопровождающих северное сияние.
Исследовательский проект по изучению акустики полярных огней в университета Аальто длится уже двенадцать лет. О попытках услышать северное сияние - научный обозреватель Радио Свобода Александр Сергеев:
- Авторы исследования четко говорят, что природа происхождения таких звуков неясна. Звуки точно зарегистрированы, определено место, откуда они исходят. Специально для этого на земле устанавливались чувствительные микрофоны - три штуки в разных точках на некотором расстоянии друг от друга, чтобы можно было по задержке сигнала определить, откуда точно исходит звук. Получилось, что он исходит откуда-то из воздуха, с высоты примерно в 70 метров. Поскольку наблюдение велось долгое время - несколько сотен ночей, с полярными сияниями, - появилась возможность установить прямую корреляцию, статистическую связь между северными сияниями и появлением этих звуков.
Разные люди в разное время ранее сообщали о том, что они слышат во время полярных сияний щелчки, какие-то звуки. Но до поры до времени к этим сообщениям относились не очень серьезно. Эти звуки очень слабы, они нуждаются в заметном усилении, чтобы их ясно распознать. И вот в Финляндии группа молодых ученых заинтересовалась этим. Они взяли высококлассную профессиональную аппаратуру, поставили ее в тихом месте и стали записывать. Непосредственно само сияние - то есть сполохи на небе - никак звучать не может: сияние происходит на высоте 100 км и выше, оттуда никакие акустические колебания дойти не могут. Самолет летит на высоте 10 км, и его не слышно... Значит, звук должен быть порожден каким-то другим механизмом. Ученые выдвинули предположение: может быть, это какие-то электромагнитные поля, которые сопровождают геомагнитную активность, связанную с полярными сияниями. Поставили датчики электрического поля, промерили - не обнаружили корреляции между колебаниями электрического поля у земли и этими акустическими сигналами.
На данный момент этот вопрос не имеет ответа. Мы имеем феномен и не имеем объяснения.
- Это исследование важно для науки?
- Трудно на такой вопрос ответить. Для науки важно понимание взаимосвязи между явлениями. Вообще, наука - это по сути способ предсказания каких-то явлений. Если мы имеем событие А, то через некоторое время при таких-то условиях будет событие Б. Это и есть наука. В данном случае мы видим, что некоторый прогноз есть, а механизма того, как это происходит - нет. Значит, для науки есть задача - найти такой механизм. Раз есть явление, нужно пытаться его объяснить. В науке ведь встречаются редкие явления, в существование которых долгое время не верили, и некоторые из них связаны с электрической активностью атмосферы. Все знают, например, про шаровую молнию, но долгое время вообще не верили, что она существует - были только отчеты свидетелей, но ни одного научного наблюдения. А сейчас уже есть масса случаев регистрации. Есть и другой феномен, так называемые спрайты и эльфы. Это электрические разряды, возникающие на высоте от 20 км и выше в ионосфере. Долгое время на отчеты пилотов о таких вспышках реагировали примерно как на сообщения о летающих тарелках. Но в 80-х годах они были зафиксированы на видео. Сейчас - это важный феномен для объяснения электрической активности земной атмосферы, который активно исследуется из космоса и с самолетов.
- Полярное сияние интересует науку только как явление природы, которое подтверждает, что у земли есть магнитное поле? Или есть какой-то практический смысл в наблюдении за полярным сиянием?
- Это не просто магнитное поле. Магнитное поле захватывает заряженные частицы, идущие от солнца, порожденные солнечной активностью, и направляет их в земную атмосферу. Эти частицы врезаются в частицы воздуха, в молекулы, и порождают свечение. Полярное сияние - это проявление солнечной активности, а солнечная активность оказывает определенное влияние на земную жизнь. Исследования полярных сияний существенны для общего понимания природы геомагнитного поля, которое защищает нас от мощных потоков солнечных заряженных частиц. Поэтому эти исследования могут иметь какую-то практическую пользу. Но главным образом пока это все просто интересно. Как это так влияет солнечная активность, что на высоте 70 метров из пустоты вдруг возникает звуковой сигнал? Странно, интересно. Раз есть новое явление, надо его изучать.
- Почему сияния не бывает в средних или в тропических широтах?
- Магнитные силовые линии выходят из северного магнитного полюса (он не совпадает с географическим и находится на севере Канады) и уходят в южный магнитный полюс. Поэтому область наиболее густых линий магнитного поля находится в районе магнитных полюсов. В районе экватора линии магнитного поля поднимаются высоко над атмосферой и идут не очень густо. Заряженные частицы, вторгаясь в магнитное поле, движутся вдоль магнитных линий, и наибольшая их концентрация оказывается именно там, где плотно идут магнитные линии, то есть на севере, где эти линии уходят вниз в атмосферу, и потом внутрь земли. Именно по этим линиям заряженные частицы Солнца попадают в атмосферу, в основном, на севере и на юге. А в низких широтах эти частицы летят на высотах в сотни и тысячи километров и просто не сталкиваются с атмосферой. Лишь в очень редких случаях, когда наблюдаются очень сильные солнечные вспышки, частиц становится так много, что они залетают в атмосферу и в южных широтах, - объясняет Александр Сергеев.
Полярное сияние встречается и на других планетах с мощным магнитным полем - например, на Юпитере и Сатурне, но его пока никто не видел воочию. Своими впечатлениями от наблюдения за полярными огнями делится начальник Российской Антарктической экспедиции Валерий Лукин.
- Впервые я увидел сияние в конце сентября 1968 года, когда был на производственной практике на одном из мурманских судов в районе Шпицбергена. Я увидел то физическое явление, о котором много слышал, видел на картинках, но никогда не наблюдал воочию. Это было чарующее ощущение, но я не могу сказать, что оно мне врезалось в память на всю жизнь - ведь потом я видел его очень много: и разноцветное, и одноцветное, с различными картинками. Потом уже я узнал, что северное сияние блокирует радиосвязь и создает другие неприятные явления, которые отражаются на жизнедеятельности человека - реакция возмущения магнитосферы, когда очень большой поток солнечного ветра, солнечной энергии входит в магнитосферу планеты.
Но, безусловно, северное сияние - один из символов высоких широт (в южном полушарии есть такой же аналог, это характерно именно для полярных районов). Оно непредсказуемо по краскам движениям. Сияние продолжает восхищать не только полярников, которые вынуждены жить и работать в этом мире, но и тех, кто рассматривает его с эстетических позиций, вдохновляется им в различных видах искусства. Их чувства передаются и тем людям - а таких большинство на земле, - которые никогда с этим явлением не сталкивались.
Этот и другие важные материалы итогового выпуска программы "Время Свободы" читайте на странице "Подводим итоги с Андреем Шарым"
Исследовательский проект по изучению акустики полярных огней в университета Аальто длится уже двенадцать лет. О попытках услышать северное сияние - научный обозреватель Радио Свобода Александр Сергеев:
- Авторы исследования четко говорят, что природа происхождения таких звуков неясна. Звуки точно зарегистрированы, определено место, откуда они исходят. Специально для этого на земле устанавливались чувствительные микрофоны - три штуки в разных точках на некотором расстоянии друг от друга, чтобы можно было по задержке сигнала определить, откуда точно исходит звук. Получилось, что он исходит откуда-то из воздуха, с высоты примерно в 70 метров. Поскольку наблюдение велось долгое время - несколько сотен ночей, с полярными сияниями, - появилась возможность установить прямую корреляцию, статистическую связь между северными сияниями и появлением этих звуков.
Разные люди в разное время ранее сообщали о том, что они слышат во время полярных сияний щелчки, какие-то звуки. Но до поры до времени к этим сообщениям относились не очень серьезно. Эти звуки очень слабы, они нуждаются в заметном усилении, чтобы их ясно распознать. И вот в Финляндии группа молодых ученых заинтересовалась этим. Они взяли высококлассную профессиональную аппаратуру, поставили ее в тихом месте и стали записывать. Непосредственно само сияние - то есть сполохи на небе - никак звучать не может: сияние происходит на высоте 100 км и выше, оттуда никакие акустические колебания дойти не могут. Самолет летит на высоте 10 км, и его не слышно... Значит, звук должен быть порожден каким-то другим механизмом. Ученые выдвинули предположение: может быть, это какие-то электромагнитные поля, которые сопровождают геомагнитную активность, связанную с полярными сияниями. Поставили датчики электрического поля, промерили - не обнаружили корреляции между колебаниями электрического поля у земли и этими акустическими сигналами.
На данный момент этот вопрос не имеет ответа. Мы имеем феномен и не имеем объяснения.
- Это исследование важно для науки?
- Трудно на такой вопрос ответить. Для науки важно понимание взаимосвязи между явлениями. Вообще, наука - это по сути способ предсказания каких-то явлений. Если мы имеем событие А, то через некоторое время при таких-то условиях будет событие Б. Это и есть наука. В данном случае мы видим, что некоторый прогноз есть, а механизма того, как это происходит - нет. Значит, для науки есть задача - найти такой механизм. Раз есть явление, нужно пытаться его объяснить. В науке ведь встречаются редкие явления, в существование которых долгое время не верили, и некоторые из них связаны с электрической активностью атмосферы. Все знают, например, про шаровую молнию, но долгое время вообще не верили, что она существует - были только отчеты свидетелей, но ни одного научного наблюдения. А сейчас уже есть масса случаев регистрации. Есть и другой феномен, так называемые спрайты и эльфы. Это электрические разряды, возникающие на высоте от 20 км и выше в ионосфере. Долгое время на отчеты пилотов о таких вспышках реагировали примерно как на сообщения о летающих тарелках. Но в 80-х годах они были зафиксированы на видео. Сейчас - это важный феномен для объяснения электрической активности земной атмосферы, который активно исследуется из космоса и с самолетов.
- Полярное сияние интересует науку только как явление природы, которое подтверждает, что у земли есть магнитное поле? Или есть какой-то практический смысл в наблюдении за полярным сиянием?
- Это не просто магнитное поле. Магнитное поле захватывает заряженные частицы, идущие от солнца, порожденные солнечной активностью, и направляет их в земную атмосферу. Эти частицы врезаются в частицы воздуха, в молекулы, и порождают свечение. Полярное сияние - это проявление солнечной активности, а солнечная активность оказывает определенное влияние на земную жизнь. Исследования полярных сияний существенны для общего понимания природы геомагнитного поля, которое защищает нас от мощных потоков солнечных заряженных частиц. Поэтому эти исследования могут иметь какую-то практическую пользу. Но главным образом пока это все просто интересно. Как это так влияет солнечная активность, что на высоте 70 метров из пустоты вдруг возникает звуковой сигнал? Странно, интересно. Раз есть новое явление, надо его изучать.
- Почему сияния не бывает в средних или в тропических широтах?
- Магнитные силовые линии выходят из северного магнитного полюса (он не совпадает с географическим и находится на севере Канады) и уходят в южный магнитный полюс. Поэтому область наиболее густых линий магнитного поля находится в районе магнитных полюсов. В районе экватора линии магнитного поля поднимаются высоко над атмосферой и идут не очень густо. Заряженные частицы, вторгаясь в магнитное поле, движутся вдоль магнитных линий, и наибольшая их концентрация оказывается именно там, где плотно идут магнитные линии, то есть на севере, где эти линии уходят вниз в атмосферу, и потом внутрь земли. Именно по этим линиям заряженные частицы Солнца попадают в атмосферу, в основном, на севере и на юге. А в низких широтах эти частицы летят на высотах в сотни и тысячи километров и просто не сталкиваются с атмосферой. Лишь в очень редких случаях, когда наблюдаются очень сильные солнечные вспышки, частиц становится так много, что они залетают в атмосферу и в южных широтах, - объясняет Александр Сергеев.
Полярное сияние встречается и на других планетах с мощным магнитным полем - например, на Юпитере и Сатурне, но его пока никто не видел воочию. Своими впечатлениями от наблюдения за полярными огнями делится начальник Российской Антарктической экспедиции Валерий Лукин.
- Впервые я увидел сияние в конце сентября 1968 года, когда был на производственной практике на одном из мурманских судов в районе Шпицбергена. Я увидел то физическое явление, о котором много слышал, видел на картинках, но никогда не наблюдал воочию. Это было чарующее ощущение, но я не могу сказать, что оно мне врезалось в память на всю жизнь - ведь потом я видел его очень много: и разноцветное, и одноцветное, с различными картинками. Потом уже я узнал, что северное сияние блокирует радиосвязь и создает другие неприятные явления, которые отражаются на жизнедеятельности человека - реакция возмущения магнитосферы, когда очень большой поток солнечного ветра, солнечной энергии входит в магнитосферу планеты.
Но, безусловно, северное сияние - один из символов высоких широт (в южном полушарии есть такой же аналог, это характерно именно для полярных районов). Оно непредсказуемо по краскам движениям. Сияние продолжает восхищать не только полярников, которые вынуждены жить и работать в этом мире, но и тех, кто рассматривает его с эстетических позиций, вдохновляется им в различных видах искусства. Их чувства передаются и тем людям - а таких большинство на земле, - которые никогда с этим явлением не сталкивались.
Этот и другие важные материалы итогового выпуска программы "Время Свободы" читайте на странице "Подводим итоги с Андреем Шарым"
