Czy słyszeliście syczenie, bzyczenie i trzaski spadających meteorów albo pogwizdywanie zorzy polarnej? Wszystko to, mimo iż występowanie zjawiska potwierdzają liczni obserwatorzy, od dawna kłopocze fizyków. Trudno powiedzieć, skąd takie dźwięki miałyby się brać i w jaki sposób z prędkością światła docierają do Ziemi.

Z pozoru nie powinno być niczego dziwnego w tym, że dźwięk towarzyszy błyskom meteorów. Wszyscy jesteśmy przyzwyczajeni, że kilka sekund po błysku pioruna można usłyszeć jego pomruk. Meteory jednak mkną i spalają się ponad 100 km nad powierzchnią Ziemi. Światło pokonuje tę odległość niemal natychmiast, w milionową część sekundy, lecz dźwięk powinien do nas dotrzeć spóźniony o całe minuty. Nic z tego. Obserwatorzy raportują, że słyszeli meteory dokładnie w tym samym momencie, kiedy je zobaczyli, bez żadnego opóźnienia. Czy to możliwe? Australijski fizyk Colin Keay z Uniwersytetu Newcastle ma pewność, że to dźwięki jak najbardziej rzeczywiste.

Na filmie widać meteor, który przechodzi niedaleko gwiazdozbioru Oriona (prawy górny róg).

7 kwietnia 1978 roku nad Wschodnią Australią przemknął nieziemski gość. Nocne niebo rozświetlił bardzo jasny bolid, który po 20 sekundach lotu rozpadł się nad oceanem. Następnego ranka do Keaya zadzwonił znajomy z muzeum w Sydney z prośbą, żeby poszukał odłamków tego bolidu. Łowy nie przyniosły rezultatu, ale Keay przy okazji rozmawiał z kilkudziesięcioma świadkami, którzy zarzekali się, iż meteor był dość głośny. Jedni słyszeli “delikatny szum”, inni mieli wrażenie “pędzącego ekspresu”. Tymczasem meteor leciał 30 km nad Ziemią, a ewentualny dźwięk mógł nadejść dopiero minutę po jego eksplozji. “A ja znalazłem świadków, którzy twierdzili, że zwrócili uwagę na bolida, kiedy usłyszeli jego huk. To nie jest sprawa dla psychiatry” – mówi Keay.

Zaintrygowany spędził miesiące na próbach wyjaśnienia tego fenomenu. Znalazł jeden możliwy mechanizm. Jego zdaniem przelot meteoru wzbudza fale radiowe o częstotliwości od kilkudziesięciu herców do 30 kHz, które docierają do Ziemi i tutaj dopiero są zamieniane na głos. Ponieważ sygnał radiowy podróżuje z prędkością światła, to nic dziwnego, iż te dźwięki (nazwane przez Keaya “elektrofonicznymi”) słychać równocześnie z widokiem meteoru.

Pomysł Keaya daje się zastosować też do zórz polarnych, które wywołują naładowane cząstki bombardujące atmosferę. W mitologii Eskimosów zorze związane są z duchami przodków. Tubylcy twierdzą, że jeśli dobrze się wsłuchać, można usłyszeć ich słabe szepty.

Efektowna zorza polarna

Bardzo efektowny film zorzy polarnej nad niewielkim miasteczkiem. Obowiązkowa pozycja dla osób, które nie widziały zorzy polarnej.

Jaki jednak “przekaźnik” na Ziemi zamienia fale radiowe na dźwięki? Keay przeprowadził w laboratorium liczne eksperymenty, które dowiodły, że przekaźnikiem może być dosłownie wszystko – folia aluminiowa, sosnowe igliwie, włosy, a nawet druciane oprawki okularów. Fale radiowe wzbudzają bowiem zmienne prądy, które mogą wprawiać te przedmioty w drgania niczym membranę w głośniku.

To też wyjaśniałoby dziwny fakt, że czasem niektórzy coś słyszą, a inni zaś stojący obok są głusi na meteory. To również potwierdzałoby trudność zarejestrowania dźwięków przez uczonych, bo przecież w starannie przeprowadzonym eksperymencie starają się oni odsunąć mikrofony od wszelkich możliwych źródeł zakłóceń, więc oddalają je też od potencjalnych “przekaźników” i w rezultacie niczego nie słyszą.

A jak wyjaśnić, skąd się biorą fale radiowe? Za lecącym meteorem tworzy się wstęga zjonizowanego powietrza. Taka plazma porywa ziemskie pole magnetyczne i skręca je jak spaghetti. Po chwili jednak powietrze ochładza się, plazma znika, a zmierzwione pole magnetyczne “z hukiem” się rozpętla, tracąc energię właśnie w postaci fal elektromagnetycznych o radiowej częstotliwości (podobnie – tylko oczywiście z dużo większą energią – rozpadają się pętle protuberancji na Słońcu, generując silny strumień promieniowania mknącego ku Ziemi). Stąd syczenie, brzęczenie. Z kolei nagłe “trzaski” powstają według Keaya, kiedy meteor ostatecznie rozpada się w atmosferze w swoistej minieksplozji.

Hipoteza Keaya była prosta i wiarygodna. Niektórzy fizycy wątpili jednak, by energia lecącego meteoru – a niektóre są kruszynami wielkości pestki pomarańczy – wystarczała do generowania fal radiowych zdolnych wprawiać przedmioty w drgania. Kłopot był też w tym, że choć teoria powstała pod koniec lat 70-tych XX wieku, to do niedawna brakowało jej jakiegokolwiek eksperymentalnego sprawdzenia. Postanowił temu zaradzić chorwacki fizyk Dejan Vinkovic wraz z kolegami z Chorwackiej Akademii Nauk.

Do celów eksperymentu najlepiej oczywiście byłoby wiedzieć z góry, kiedy i gdzie spadnie spory meteor. Fizycy najpierw więc wypatrywali sztucznych meteorów, czyli zbliżających się do granic atmosfery szczątków rakiet i satelitów. Mieli wielką nadzieję na upadek flotylli satelitów Irydium, które miały obsługiwać satelitarną sieć telefonów komórkowych. Satelity jednak – szczęśliwie dla akcjonariuszy Irydium i miłośników obserwacji tych satelitów, lecz pechowo dla eksperymentu – uniknęły spalenia w atmosferze.

W końcu okazja nadarzyła się jesienią 1998 roku. Prognozy przepowiadały wyjątkowo obfity deszcz leonidów, miało pojawić się kilka razy więcej meteorów niż normalnie w ciągu kilku lat. Vinkovic zachęcony prognozami pojechał do Mongolii i rozstawił mikrofony na odludnej równinie w Mongolii podczas meteorytowego deszczu. Tam jako pierwszy nagrał dźwięk meteorów i jednocześnie zarejestrował na wideo ich przelot. Tym samym dowiódł ostatecznie, że cała historia nie jest iluzją. Niestety, nie udało mu się zanotować żadnego sygnału radiowego. Czyżby tajemnica miała inne wyjaśnienie? “Cóż, jesteśmy z powrotem w punkcie wyjścia” – skwitował Vinkovic.

Analizę danych zespół Vinkovica przedstawia dopiero teraz w najnowszym “Journal of Geophysical Research”. Uczeni nie zwątpili w hipotezę elektrofonicznych dźwięków. Sugerują jednak, że sygnały radiowe generowane przez meteory muszą mieć dużo niższą częstotliwość, niż się spodziewano.

Dejan Vinkovic wraz z kolegami kolekcjonuje meteorytowe odgłosy z całego świata. Świadkowie takich dźwięków mogą składać swoje relacje na stronie Global Electrophonic Fireball Survey.

Autor

Marcin Marszałek