مریخ مکان بسیار بدی برای برگزاری جشنواره گلستونبری خواهد بود؛ آن هم به دو دلیل: اول اینکه جشنواره گلستونبری در گلستونبری برگزار میشود، و دوم اینکه نحوه انتشار صدا در مریخ کاملاً عجیب و متفاوت است.
سرعت نور در خلأ یکی از قابلاعتمادترین ثابتهای جهان است و با سرعت ۲۹۹٬۷۹۲٬۴۵۸ متر در ثانیه حرکت میکند. نور هنگام عبور از محیطی مانند جو زمین و برهمکنش با مولکولهای هوا ممکن است اندکی کند شود، اما چه روی زمین باشید و چه روی مریخ، سرعت نور تقریباً یکسان اندازهگیری خواهد شد.
اما صدا اینطور نیست. صدا ارتعاشی است که بهصورت یک موج صوتی در یک محیط منتشر میشود؛ این محیط میتواند مایع، جامد یا گاز باشد. بنابراین سرعت و نحوه انتشار صدا بهشدت به محیطی که از آن عبور میکند وابسته است.
روی زمین، صدا در آب با سرعت حدود ۱۵۰۰ متر در ثانیه و در هوا با سرعت حدود ۳۴۰ متر در ثانیه حرکت میکند. صدا در مواد جامد میتواند بسیار سریعتر حرکت کند، هرچند سرعت آن به نوع ماده جامد بستگی زیادی دارد.
برای اینکه بدانیم صدا در مریخ چگونه شنیده میشود، مجبور نیستیم فقط حدس بزنیم؛ زیرا کاوشگرهای متعددی به این سیاره فرستادهایم. حتی صداهایی از گردبادهای غباری که در سطح مریخ میچرخند نیز ضبط شده است.
در سال ۲۰۲۲، یک تیم بینالمللی بهطور نظاممندتری به بررسی صدا در سیاره سرخ پرداخت و از مریخنورد ناسا، Perseverance، برای تحلیل نحوه انتشار صدا در مریخ استفاده کرد. این نخستین بار بود که سرعت صدا در سیارهای غیر از زمین اندازهگیری میشد. این تیم همچنین دریافت که مریخ واقعاً سیارهای عجیب است و مکان بسیار بدی برای برگزاری هر نوع کنسرت به شمار میرود.
این تیم برای اندازهگیری سرعت صدا، لیزرهایی را به سمت سنگهایی در فاصلهای مشخص شلیک کرد و سپس با استفاده از میکروفونهای مریخنورد منتظر شنیدن موج شوک حاصل از آن ماند. مانند زمین، سرعت صدا در مریخ نیز میتواند تا حد زیادی تغییر کند، اما در دهانه جزرو، جایی که این آزمایش انجام شد، سرعت متوسط صدا حدود ۲۴۰ متر بر ثانیه بود.
یک ویژگی عجیب دیگر، هرچند نه عجیبترین یافته این پژوهش، این بود که سرعت صدا از روز تا شب حدود ۱۰ درصد تغییر میکرد. این موضوع به دلیل تغییر دما قابل انتظار است. بااینحال، اگر موجودات زندهای در این سیاره وجود داشتند، چنین تغییری میتوانست واقعاً دردسرساز باشد. برای مثال، مریخیها باید کنسرتهای خود را در طول روز برگزار میکردند تا صدا برای رسیدن به شنونده مدت زیادی معطل نشود.
اما ویژگی واقعاً عجیب برای ما که به صداهای روی زمین عادت داریم، یعنی تمام موجودات زندهای که میشناسیم، این است که سرعت صدا در محدودهای که انسان میتواند بشنود، تغییر میکند.
در این مطالعه که در پنجاهوسومین کنفرانس علوم قمری و سیارهای ارائه شد، آمده است:
«به دلیل ویژگیهای منحصربهفرد مولکولهای دیاکسیدکربن در فشار پایین، مریخ تنها جو یک سیاره سنگی در منظومه شمسی است که در آن سرعت صدا در میانه محدوده شنوایی انسان، یعنی ۲۰ هرتز تا ۲۰ کیلوهرتز، تغییر میکند.»
پژوهشگران افزودند:
«برای یک موج صوتی با فرکانسی بالاتر از حدود ۲۴۰ هرتز، یعنی کمی پایینتر از نت دو میانی در پیانو، حالتهای ارتعاشی مولکولهای CO₂ که در اثر برخورد فعال میشوند، فرصت کافی برای آزاد کردن انرژی خود ندارند.»
در نتیجه، فرکانسهای بالاتر از ۲۴۰ هرتز در مریخ بیش از ۱۰ متر بر ثانیه سریعتر از فرکانسهای پایین حرکت میکنند. این موضوع میتواند تجربهای منحصربهفرد از شنیدن صدا در مریخ ایجاد کند؛ بهطوریکه صداهای زیر و بم دیرتر از صداهای زیر و تیز به گوش برسند.
در حالی که صداهای بمتر با سرعت ۲۴۰ متر بر ثانیه حرکت میکردند، صداهای زیرتر و با فرکانس بالاتر با سرعت ۲۵۰ متر بر ثانیه حرکت میکردند. البته برای اینکه برگزاری کنسرت در مریخ حتی دردسرسازتر شود، صدا در این سیاره مسافت زیادی را نیز طی نمیکند و صداهای با فرکانس بالا حتی در فاصله کوتاهتری از بین میروند.
در توضیحی که ناسا در آن زمان منتشر کرد، آمده بود:
«روی زمین، صدا ممکن است پس از طی حدود ۶۵ متر ضعیف شود؛ اما در مریخ، این اتفاق تنها پس از حدود ۸ متر رخ میدهد و صداهای با فرکانس بالا در همین فاصله بهطور کامل از بین میروند.»
خلاصه اینکه مریخ اصلاً مکان مناسبی برای برگزاری کنسرت نیست. در واقع، این سیاره بهاندازه کافی سرد و خالی از سکنه هست که نیازی به دردسرهای مربوط به صدا هم نداشته باشد.
