La velocità del suono su Marte: scoperte sorprendenti / The speed of sound on Mars: surprising discoveries

La velocità del suono su Marte: scoperte sorprendenti /  The speed of sound on Mars: surprising discoveries

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Nello spazio nessuno può sentirti urlare. Su Marte sembri solo strano. / In space no one can hear you scream. On Mars you just look weird

La velocità del suono su Marte è stata misurata a circa 240 metri al secondo, con variazioni legate alla temperatura e alla composizione dell’atmosfera. Scopri cosa rende unica l’esperienza di ascolto sul pianeta rosso. 

La velocità della luce nel vuoto è la stessa ovunque la si misuri nell’universo, secondo la teoria della relatività ristretta di Einstein, se misuri la velocità della luce la troverai che viaggia a una fresca velocità di 299.792.458 metri al secondo (983.571.056,43 piedi al secondo), il limite di velocità assoluto dell’universo secondo teoria speciale della relatività. Che tu sia seduto sulla Terra, su Marte.

Il suono non è la stessa cosa della luce. Come spiega il poster di Alien, nello spazio nessuno può sentirti urlare. O per dirla in un altro modo che non venderà molti biglietti del cinema, il suono non può propagarsi attraverso il vuoto perché è una vibrazione che si propaga come un’onda acustica attraverso un mezzo, che sia liquido, solido o gas. 

Il suono si muove a diverse velocità attraverso questi mezzi, viaggiando più velocemente attraverso densità maggiori. Sulla Terra, il suono si muove a 1.500 metri (5.000 piedi) al secondo nell’acqua e nell’aria a circa 340 metri (1.115 piedi) al secondo. Nei solidi, il suono si muove molto più velocemente, anche se la velocità dipende dal solido. Gli scienziati che hanno cercato di calcolare la velocità massima possibile del suono hanno scoperto che diminuisce con la massa dell’atomo, il che implica che il suono sarebbe più veloce se si propagasse attraverso l’idrogeno solido. Anche se l’idrogeno solido si trova solo a pressioni sorprendentemente elevate come quelle presenti all’interno dei giganti gassosi come Giove, hanno calcolato che il suono si muoverebbe a 36 chilometri al secondo (22 miglia al secondo) in esso, probabilmente la velocità massima possibile a cui il suono può viaggiare.

Ciò ci porta a rispondere alla domanda nel titolo di questo articolo. L’atmosfera terrestre è molto più densa di quella di Marte, essendo circa 100 volte più densa sulla superficie del nostro pianeta rispetto a quello rosso. Pertanto, ci si aspetterebbe che il suono viaggi più lentamente lì che qui, se l’atmosfera è abbastanza spessa da trasportare il suono per una distanza significativa.

Ovviamente, abbiamo registrazioni del suono su Marte, compreso quello di un tornado di polvere marziano, grazie all’esercito di robot che abbiamo inviato lì. Quindi sappiamo sperimentalmente che il suono si propaga lì.

In effetti, Marte è uno dei soli due pianeti in cui abbiamo effettivamente misurato la velocità del suono. In un esperimento del 2022, il rover Perseverance della NASA ha sparato laser contro le rocce e ha atteso l’onda d’urto risultante per essere udita dai suoi microfoni. Proprio come sulla Terra, la velocità del suono varia a seconda della temperatura e dell’altitudine, ma gli esperimenti condotti dal rover hanno rilevato che la velocità del suono nel cratere Jezero si aggirava intorno a 240 metri al secondo (540 miglia all’ora).

Man mano che il giorno si trasforma in notte su Marte, la velocità è stata trovata a variare di circa il 10 percento, a causa della conseguente diminuzione della temperatura. Il suono su Marte non smette però di essere strano. A causa del modo in cui il suono si propaga attraverso il biossido di carbonio a bassa pressione, Marte subisce una variazione nella velocità del suono nella banda udibile. 

“Per un’onda acustica con una frequenza superiore a ~240 Hz [appena sotto il do centrale di un pianoforte], le modalità di vibrazione del CO2 attivate attraverso collisioni non hanno il tempo di rilassare la loro energia”, spiega il gruppo nel loro articolo. “Si scopre che, su Marte, le frequenze superiori a 240 Hz viaggiano più di 10 m/s più velocemente delle frequenze basse. Ciò può indurre un’esperienza di ascolto unica su Marte con un arrivo anticipato dei suoni acuti rispetto ai bassi.”

ENGLISH

The speed of sound on Mars has been measured at around 240 meters per second, with variations related to the temperature and composition of the atmosphere. Find out what makes the listening experience on the red planet unique.

The speed of light in a vacuum is the same wherever you measure it in the universe, according to Einstein's theory of special relativity, if you measure the speed of light you will find it traveling at a cool 299,792,458 meters per second (983,571. 056.43 feet per second), the absolute speed limit of the universe. special theory of relativity. Whether you are sitting on Earth, Mars or

Sound is not the same as light. As the Alien poster explains, in space no one can hear you scream. Or to put it another way that won't sell many movie tickets, sound cannot propagate through a vacuum because it is a vibration that propagates like an acoustic wave through a medium, be it liquid, solid or gas.

Sound moves at different speeds through these mediums, traveling faster through higher densities. On Earth, sound moves at 1,500 meters (5,000 feet) per second in water and in air at about 340 meters (1,115 feet) per second. In solids, sound moves much faster, although the speed depends on the solid. Scientists who tried to calculate the maximum possible speed of sound found that it decreases with the mass of the atom, implying that sound would be faster if it propagated through solid hydrogen. Although solid hydrogen is found only at surprisingly high pressures like those found inside gas giants like Jupiter, they calculated that sound would move at 36 kilometers per second (22 miles per second) in it, probably the maximum speed possible at which the sound can travel.

This leads us to answer the question in the title of this article. Earth's atmosphere is much denser than that of Mars, being about 100 times denser on the surface of our planet than on the red one. Therefore, one would expect sound to travel more slowly there than here, if the atmosphere is thick enough to carry sound a significant distance.

Of course, we have sound recordings on Mars, including that of a Martian dust tornado, thanks to the army of robots we sent there. So we know experimentally that sound travels there.

In fact, Mars is one of only two planets where we have actually measured the speed of sound. In a 2022 experiment, NASA's Perseverance rover fired lasers at rocks and waited for the resulting shock wave to be heard by its microphones. Just like on Earth, the speed of sound varies depending on temperature and altitude, but experiments conducted by the rover found that the speed of sound in Jezero Crater was around 240 meters per second (540 miles per hour). 

As day turns to night on Mars, the speed has been found to vary by about 10 percent, due to the resulting decrease in temperature. However, the sound on Mars never stops being strange. Because of the way sound propagates through carbon dioxide at low pressure, Mars experiences a change in the speed of sound in the audible band.

“For an acoustic wave with a frequency above ~240 Hz [just below middle C on a piano], the CO2 vibration modes activated through collisions do not have time to relax their energy,” the team explains in their paper. “It turns out that, on Mars, frequencies above 240 Hz travel more than 10 m/s faster than low frequencies. This may induce a unique listening experience on Mars with an earlier arrival of treble sounds than bass.”

Da:

https://www.scienzenotizie.it/2024/01/31/la-velocita-del-suono-su-marte-scoperte-sorprendenti-0079075?utm_source=dlvr.it&utm_medium=facebook