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是谁在敲门?太空中,杨利伟听到的神秘敲击声,13年后被揭晓

“咚咚……咚咚……”这是中国首次载人航天中,最为神秘的声音。杨利伟在《太空一日》中是这么描述这个声音的:

在对杨利伟的访谈中,曾描述第一次听到这个声音,他最先想到的是检查飞船各项仪表、仪器是否出现异常。因为飞船一切正常,所以当时并没有向指挥部汇报。

杨利伟是中国星辰大海征途上的第一人,肩负着巨大的使命,面对着极大的风险。这是一条血路,他是在用命打开其他国家对中国的载人航天的封锁。

茫茫宇宙中,孤独一船一人,压力与责任的重压下,突然在太空中听到这种未知的敲门声,那种心情谁也体会不到。因为有了杨利伟的宝贵经验,我国后来的航天员听到相同的声音,就没再怕过。那么这个声音到底是什么?

声音的分析

会不会是太空远处传来的声音?你把你的手放在嘴前,同时说话,你会感觉到气流的撞击。

地球上人与人之间说话,源于肺部产生的气流,喉头、声带震动,使气流发生共振形成音源,口、唇、咽改变震动进行调音。最终这股气流的波动在空气中扩散,传递到你的耳中,就像石头落水,泛起涟漪。

太空近乎于真空,没有传播声波的介质。即使两个航天员穿着航天服在太空中面对面也无法直接交流。只能看口型,或者利用无线对讲机,因为只有光才可以在真空中进行传播。

你可以在太空中看清对方的脸,其实是对方脸上反射出的可见光在真空中传播到你的眼中。对讲机发出的无线电波是一种人类看不见的光,广义的光在物理学中称为电磁波。

航天员发出的声波依靠自己航天服中的气体传播到对讲机。对讲机接收到声音后转换成无线电波。无线电波在太空的真空环境中扩散到被对方的对讲机接收。对讲机将无线电波通过喇叭的震动,翻译成声波。声波通过航天服中的气体,最终传播到另一个航天员耳中。(电磁波传播,无需介质)

因此,太空环境中根本不存在任何声音,静得可怕。

杨利伟描述:仿佛谁在敲飞船的舱体。会不会真的是谁想敲门进来?当时在太空中的,除了杨利伟,还有国际空间站的各国航天员,但空间站离“神舟五号”很远。而且每次出现声音,杨利伟都趴在舷窗边观察,声音依旧在,但外面根本看不到任何人影。

理论上,如果外面有人敲击舱体,杨利伟是可以听见的。因为舱体受到敲击,发生形变,这种形变会使舱体发生震动,从而带动舱内气体发生震动,形成声波。

实际上,太空中听到“怪声”是常有的事。曾经阿波罗10号,朱诺号等飞船上都出现各种神秘的声音。NASA也弄不清楚这声音的源头,归咎于某种电磁波仪器产生的,将之列为太空未解之谜之宇宙音乐。一些研究人员认为“敲门声”或许也是宇宙音乐,并让杨利伟试听各种模拟录音以及敲击模拟录音。不过,杨利伟始终没有找到他在天上听到的那一款。

当声音在“地外基地”响起,中国人破解它了

“月宫一号”是我国科学家在地球上模拟“地外空间基地”的实验舱,这是一个密闭的微型生态系统,包括了人、植物、动物、微生物。实验开始后志愿者将被长期密闭在里面,模拟地外基地生活,不与外界发生任何联系。2013年,实验室建成后,基地设计师也在实验舱内听到“咚咚”的敲门声。

一开始大家以为是有人在恶作剧,但并没有在舱外发现谁在敲实验舱。好在,这回“太空舱”是在地球上,可以在舱内、舱外,一寸寸反复排查。最终,研究人员发现声音的确是舱体发出的,但并非谁在外面敲门,而是舱体内壁自发发出的。

这个敲门声与舱内压力存在联系,当内部压力变化,内壁就会发生微小的形变,这就像你用力吹一个矿泉水瓶,无论是使劲吹气过程,还是松气过程都会发出声音。不过,实验舱的压力不靠“吹”,而是由内部气温变化,气体热胀冷缩导致的。

这种情况只会在“不跑气”的密闭空间内奏效,舱体变化微乎其微,对飞船影响很小。杨利伟之所以听到“敲门声”就是因为中国的飞船密闭性太好了。