fluktuacją ciśnienia powietrza. Z tego powodu naukowcy do wykrywania takich dźwięków stosują zazwyczaj szereg czujników umieszczonych w kilkumetrowych odstępach. Gdy fala infradźwiękowa przechodzi przez detektor, wszystkie czujniki wykrywają ją mniej więcej w tym samym czasie, co pomaga oddzielić ją od przypadkowych dźwięków. Jeśli czujniki znajdują się wystarczająco daleko od siebie, można nawet określić kierunek, z jakiego nadszedł dźwięk – wystarczy sprawdzić, które czujniki zarejestrowały go jako pierwsze.
Do wytwarzania takich dźwięków potrzebny byłby bardzo duży fortepian, ponieważ struny musiałyby poruszać się tam i z powrotem tak wolno, że moglibyście dostrzec ich ruch. A sznur służący do gry w sznura jest w pewnym sensie instrumentem strunowym grającym z częstotliwością mniej więcej pięciu oktaw poniżej najniższego dźwięku standardowego pianina.
Mimo że nie jesteśmy w stanie usłyszeć infradźwięku, zachowuje się on jak normalny dźwięk rozchodzący się w powietrzu. W rzeczywistości, o ile ultradźwięki przemieszczają się o wiele bliżej niż normalny dźwięk, o tyle infradźwięki podróżują dalej. Sygnał infradźwiękowy o częstotliwości poniżej jednego cyklu na sekundę (1 Hz) może oblecieć całą naszą planetę.
Nagrania dźwiękowe wydrukowane na wykresach pokazują, kiedy zostały zarejestrowane określone częstotliwości. Takie wykresy można tworzyć nie tylko dla infradźwięków, ale dla wszystkich dźwięków. Muzyk Aphex Twin w swoich utworach ukrywa „obrazy”, które są widoczne na spektrogramie.
Wybuch jądrowy w atmosferze powoduje powstanie potężnego impulsu infradźwiękowego. Najintensywniejsze badania nad wykrywaniem infradźwięków prowadzone były w czasach zimnej wojny; naukowcy budowali wtedy detektory służące do poszukiwania takich impulsów. Według moich informacji (w chwili pisania tej książki31) ostatni wybuch jądrowy w atmosferze miał miejsce 16 października 1980 roku. Był to test broni przeprowadzony w Chinach. Od tego czasu detektory służące do wykrywania wybuchów jądrowych nie miały nic do roboty.
Mikrofon do infradźwięków może wykrywać jeszcze wiele innych interesujących rzeczy. Poruszające się rytmicznie duże elementy maszyn, takie jak silniki czy turbiny wiatrowe, wytwarzają miarowe infradźwięki. Takie dźwięki „grane” są także przez wiatr wiejący w górach, meteory wchodzące w atmosferę, a nawet przez trzęsienia ziemi i wybuchy wulkanów.
Na wykresie rozchodzącego się w powietrzu infradźwięku zobaczyć można również inne „ćwierkające” sygnały nieznanego pochodzenia. Tak samo jest w przypadku dźwięków słyszalnych przez człowieka – jeśli pójdziecie w jakieś ciche miejsce i zaczniecie uważnie nasłuchiwać, do waszych uszu dotrą różne rodzaje interesujących hałasów i tylko niektóre z nich będziecie w stanie zidentyfikować.
Jednym z najbardziej rozpowszechnionych infradźwięków jest ten wydawany przez fale na otwartym oceanie. Gdy woda podnosi się i opada, rytmicznie naciska na powietrze – zachowuje się jak powierzchnia ogromnego głośnika, najgłośniejszego i odtwarzającego najniższe dźwięki subwoofera na naszej planecie.
Dźwięki wytwarzane przez fale nazywamy mikrobaromami; mają one częstotliwość około 0,2 Hz. Do grania mikrobaromów na naszym fortepianie potrzebowalibyśmy dodatkowych 75 klawiszy, klawiatura miałaby ich wtedy w sumie 235.
To mnóstwo klawiszy. Jeśli jednak opanujecie sztukę grania na nich, będziecie w stanie odtworzyć na fortepianie wszystko: od Beethovena, przez pieśni myśliwskie nietoperzy, po dźwięk morza.
Ostatnia uwaga: taki fortepian trudno zbudować. Struny nie będą odtwarzać ultradźwięków, ponieważ ich wibracje są za małe i cichną zbyt szybko – nawet w słyszalnym dla człowieka zakresie do odtwarzania pojedynczych najwyższych dźwięków w fortepianach stosuje się wiele strun, po to, aby wybrzmiały one wystarczająco głośno. Struny fortepianowe nie nadają się również za bardzo do grania infradźwięków, ponieważ musiałyby być tak długie, że nie zmieściłyby się w pokoju i trudno byłoby im poruszyć wystarczającą ilość powietrza. Do wytwarzania ultra- i infradźwięków trzeba by użyć alternatywnych metod.
Najskuteczniejszym sposobem tworzenia ultradźwięku jest wykorzystanie efektu piezoelektrycznego. Polega on na tym, że kryształ wibruje po przepuszczeniu przez niego prądu elektrycznego. Efekt ten wykorzystywany jest w mechanizmach zegarowych komputerów i zegarków cyfrowych. W ich skład wchodzi maleńki kryształ w kształcie kamertonu, który pod wpływem impulsów elektrycznych wibruje z precyzyjnie określoną częstotliwością. Za pomocą oscylatorów kwarcowych o podobnej konstrukcji można wytwarzać ultradźwięki o dowolnie wybranej częstotliwości.
Do wytwarzania infradźwięków powinniście użyć głośników rotacyjnych, w których do delikatnego poruszania powietrza tam i z powrotem wykorzystuje się odpowiednio ukształtowane łopatki wentylatora. Precyzyjna zmiana ich kąta nachylenia powoduje ruch powietrza do przodu, następnie do tyłu i ponownie do przodu.
Jeśli uda się wam zbudować fortepian z klawiaturą liczącą 235 klawiszy, oto próbka utworu do zagrania. Wymagać to będzie od was wiele cierpliwości i nie zabrzmi znajomo dla ludzkiego ucha.
Jeśli jednak są gdzieś naukowcy monitorujący atmosferę, nasłuchujący eksplozji meteorów czy testów broni jądrowej…
…to ich spektrografy wydrukują rysunek ludzika złożonego z kilku prostych linii.
ROZDZIAŁ 5
Jak wykonać lądowanie awaryjne
Sesja pytań i odpowiedzi – rozmowa z pilotem testowym i astronautą Chrisem Hadfieldem
Jak się ląduje samolotem?
Aby poznać odpowiedź na to pytanie, postanowiłem zwrócić się do eksperta.
Pułkownik Chris Hadfield pilotuje myśliwce Royal Canadian Air Force oraz był pilotem testowym w US Navy. Latał ponad setką różnych typów samolotów. Uczestniczył także w dwóch misjach promu kosmicznego, był na pokładzie pojazdu kosmicznego Sojuz, jako pierwszy Kanadyjczyk odbył spacer w kosmosie oraz był dowódcą Międzynarodowej Stacji Kosmicznej.
Skontaktowałem się z pułkownikiem Hadfieldem i zapytałem, czy udzieliłby wskazówek dotyczących lądowań awaryjnych, a on łaskawie się zgodził.
Sporządziłem listę niezwykłych i nieprawdopodobnych scenariuszy lądowań awaryjnych, a następnie zadzwoniłem do mojego eksperta i poprosiłem o odpowiedzi. Po drugim czy trzecim pytaniu myślałem, że się rozłączy, lecz ku mojemu zaskoczeniu odpowiedział na wszystkie, praktycznie bez żadnego zawahania. Z perspektywy czasu wydaje mi się, że mój plan wytrącenia astronauty