Pourquoi n’y a-t-il aucun son dans l’espace ? Un astronome explique pourquoi dans l’espace personne ne peut vous entendre crier

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La matière dans l’espace lointain est très dispersée, ce qui rend impossible le déplacement des ondes sonores. NASA, ESA, ASC, STScI

Curious Kids est une série destinée aux enfants de tous âges. Si vous avez une question à laquelle vous aimeriez qu’un expert réponde, envoyez-la à curieuxkidsus@theconversation.com.

Jusqu’où le son peut-il voyager dans l’espace, puisqu’il est si vide ? Y a-t-il un écho dans l’espace ? – Jasmine, 14 ans, Everson, Washington

Dans l’espace, personne ne peut vous entendre crier.

Vous avez peut-être entendu ce dicton. C’est le slogan du célèbre film de science-fiction “Alien” de 1979. C’est une pensée effrayante, mais est-ce vrai ? La réponse simple est oui, personne ne peut vous entendre crier dans l’espace parce que il n’y a ni son ni écho dans l’espace.

Je suis professeur d’astronomie, ce qui traduit que j’étudie l’espace et son fonctionnement. L’espace est silencieux – pour la plupart.

Comment fonctionne le son

Pour comprendre pourquoi il n’y a pas de son dans l’espace, considérons d’abord comment fonctionne le son. Le son est une onde d’énergie qui se déplace à travers un solide, un liquide ou un gaz.

Le son est une onde de compression. L’énergie créée quand vos cordes vocales vibrent comprime légèrement l’air dans votre gorge et l’énergie comprimée se propage vers l’extérieur.

Une bonne analogie avec le son est un jouet Slinky. Si vous étirez un Slinky et poussez fort sur une extrémité, une onde de compression descend le Slinky.

Les jouets Slinky peuvent démontrer le fonctionnement des ondes sonores, un type d’onde de compression.

Quand vous parlez, vos cordes vocales vibrent. Ils bousculent les molécules d’air dans votre gorge au-dessus de vos cordes vocales, qui à leur tour bousculent ou heurtent leurs voisines, engendrant la sortie d’un son de votre bouche.

Le son se déplace dans l’air de la même manière qu’il traverse votre gorge. Les molécules d’air près de votre bouche heurtent leurs voisines, qui à leur tour se heurtent à leurs voisines, et le son se propage dans l’air. L’onde sonore se propage au plus vite, environ 760 miles par heure (1 223 kilomètres par heure), ce qui est plus rapide qu’un avion commercial.

Les ondes sonores sont créées quand la matière vibre.

L’espace est un vide

Alors qu’en est-il dans l’espace ?

L’espace est un vide, ce qui traduit qu’il ne contient quasiment rien. Le mot vide vient du mot latin signifiant vide.

Le son est transporté par des atomes et des molécules. Dans l’espace, sans atomes ni molécules pour transporter une onde sonore, il n’y a pas de son. Il n’y a rien qui puisse faire passer le son dans l’espace, mais il n’y a rien pour le transporter, donc il ne voyage pas du tout. Pas de son signifie également pas d’écho. Un écho se produit lorsqu’une onde sonore frappe une surface dure et plane et rebondit dans la direction d’où elle vient.

À propos, si vous êtes pris dans l’espace à l’extérieur de votre vaisseau spatial, sans combinaison spatiale, le fait que personne ne puisse entendre votre appel à l’aide est le moindre de vos problèmes. Tout air encore présent dans vos poumons se dilaterait parce que sa propre pression était plus importante que le vide extérieur. Vos poumons se briseraient. En seulement 10 à 15 secondes, vous seriez inconscient à cause d’un manque d’oxygène.

Le son dans le système solaire

Les chercheurs se demandent comment les voix humaines résonneraient sur nos planètes voisines les plus proches, Vénus et Mars. Cette expérience est hypothétique parce que Mars se trouve généralement en dessous de zéro et son atmosphère est constituée de dioxyde de carbone mince et irrespirable. Vénus est encore pire : son air est suffisamment chaud pour faire fondre le plomb, avec une épaisse atmosphère de dioxyde de carbone.

Sur Mars, votre voix serait grêle et creuse, comme le son d’un piccolo. Sur Vénus, le ton de votre voix serait grand nombre plus grave, comme le son d’une guitare basse en plein essor. La raison en est l’épaisseur de l’atmosphère. Sur Mars, l’air raréfié crée un son aigu, et sur Vénus, l’air épais crée un son grave. L’équipe qui a travaillé sur ce problème a simulé d’autres sons du système solaire, en tant qu’une cascade sur Titan, la lune de Saturne.

Sons de l’espace profond

Alors que l’espace soit un vide suffisamment bon pour que le son normal ne puisse pas le franchir, ce n’est en fait pas un vide parfait et certaines particules y flottent.

Au-delà de la Terre et de son atmosphère, il y a plusieurs cinq particules dans un centimètre cube typique – le volume d’un morceau de sucre – qui sont pour les nombreux atomes d’hydrogène. En la riposte, l’air que vous respirez est 10 milliards de milliards (1019) fois plus dense. La densité diminue avec la distance au Soleil et dans l’espace entre les étoiles, il y a 0,1 particule par centimètre cube. Dans les vastes vides entre les galaxies, il est encore un million de fois plus bas – incroyablement vide.

Les vides de l’espace sont maintenus très chauds par le rayonnement des étoiles. La matière très répandue qui s’y trouve se trouve dans un état physique appelé plasma.

Un plasma est un gaz dans lequel les électrons sont séparés des protons. Dans un plasma, la physique des ondes sonores se complique. Les vagues se déplacent grand nombre plus au plus vite dans ce milieu de faible densité et leur longueur d’onde est grand nombre plus longue.

En 2022, la NASA a publié un exemple spectaculaire de son dans l’espace. Il a utilisé des informations de rayons X pour réaliser un enregistrement audible qui représente la manière dont un trou noir massif agite le plasma dans l’amas de galaxies de Persée, à 250 millions d’années-lumière de la Terre. Le trou noir lui-même n’émet aucun son, mais le plasma diffus qui l’entoure transporte des ondes sonores de très grande longueur d’onde.

Le son naturel est une fréquence grand nombre trop basse pour que l’oreille humaine puisse l’entendre, 57 octaves en dessous du do médian, qui est la note médiane d’un piano et se trouve directement au milieu de la gamme de sons que les gens peuvent entendre. Mais après avoir augmenté la fréquence jusqu’à la plage audible, le résultat est effrayant : c’est le son d’un trou noir grondant dans l’espace lointain.

Bonjour les enfants curieux ! Vous avez une question à laquelle vous aimeriez qu’un expert réponde ? Demandez à un adulte d’expédier votre question à CuriousKidsUS@theconversation.com. Veuillez nous indiquer votre nom, votre âge et la ville où vous habitez.

Et comme la curiosité n’a pas de limite d’âge – adultes, faites-nous également savoir ce que vous vous demandez. Nous ne pourrons pas répondre à toutes les questions, mais nous ferons de notre mieux.

Chris Impey reçoit un financement de la National Science Foundation.

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