聽聽太陽的聲音

聽聽太陽的聲音

聽聽太陽的聲音

我們都知道,地球具有一個磁場,這個磁場抵禦了來自太陽風等空間粒子的襲擊,保護了地球的大氣層和地球的生物,可以說是地球如此繁盛的必要條件。

听听太阳的声音

太陽風不斷轟擊地球的磁場,引起地球磁場的擾動,就像是一位樂手,他的手指不斷敲擊撥動著地球磁場這把巨大的琴。

听听太阳的声音

今天,我們就將太陽奏響的這首亙古綿長的音樂,截取一小段,讓大家來聽一聽,太陽的聲音。當然,真空中不能傳導聲音。這首“歌”,並非真實太陽的“聲音”,而是通過處理磁場數據,模擬出來的“歌聲”。

這首歌什麼樣?

這是筆者本人編寫Matlab程序,用10天的地磁場數據,合成的一段長達1分鐘的音頻。左聲道和右聲道分別來自同一時間不同的臺站,所以有很大的差別,閒話不多說,先讓大家欣賞一下這段音頻

(小提示:注意調節音量,噪音問題可能會引發輕微耳鳴,親測)

此外,這是這段音頻的波形圖

听听太阳的声音

聽完感覺怎麼樣?作為後現代藝術大師的我,覺得還挺好聽的(靜音模式)。

這首歌是怎麼來的?

這段音樂的左聲道,選用的是冰島Leirvogur觀測站的1分鐘磁場觀測數據,右聲道,選用的是日本父島列島觀測站的1分鐘磁場觀測數據。

這兩段數據都截取的是從2018年8月23日到9月1日的10天時間,共14400分鐘。

這些數據來自日本京都的國際地磁數據中心,

http://wdc.kugi.kyoto-u.ac.jp/index.html。

听听太阳的声音

冰島Leirvogur(圖自谷歌地球)

選取這兩個地點,主要是因為兩者的緯度差距比較大。父島列島在中低緯度地區(27.1°N),而Leirvogur在高緯度地區(64.2°N)。用這兩個地區去傾聽太陽的聲音,就像是地球的兩個耳朵一樣,可以聽到不同位置的聲音。

2018年8月25日晚些時候,有一次相對比較大的地磁暴事件發生,對應的是音頻中17秒到20秒處的那一段。這正是我選擇這段時間的數據製作音頻的原因。

這兩個臺站記錄下來的地磁場數據如下:

听听太阳的声音

父島列島檢測到的磁場水平分量和豎直分量原始數據圖

听听太阳的声音

Leirvogur檢測到的磁場水平分量和豎直分量原始數據圖

筆者將這兩段磁場數據進行歸一化,然後作為音高,對每個數據點形成0.2秒的音頻,再將所有數據點的音頻,間隔0.0042秒串列疊加在一起。

父島列島的豎直分量和水平分量分別形成音頻,再疊加成右聲道;Leirvogur的豎直分量和水平分量分別形成音頻,再疊加成為左聲道。

最後用音頻合成軟件Goldwave將左右聲道合在一起,就形成了上面的精神汙染音頻。

值得一提的是,這個音頻的音高使用了12平均律,基準頻率是55Hz,最大頻率是1760Hz。

這個音頻在說什麼?

我們可以清楚地聽到,左聲道在磁暴期間有很清晰的信號,很有科幻感。但是右聲道除了在磁暴期間有旋律,在平常也有著一升一降的、鳥鳴一般的聲音,這是什麼呢?

我們去看原始數據的圖就能看到,是磁場的週期性變化。

听听太阳的声音

Chichijima磁場數值分量,可以清晰看到10個週期性的日變化

一共是10天的數據,磁場的週期性變化就出現了10個週期,這在父島列島的磁場豎直分量數據中尤其明顯——這就是地磁場的日變化,它跟太陽的東昇西落,是密切相關的。

磁暴期間的聲音,先出現在左聲道,隨後出現在右聲道,這是因為這種磁場的波動,一般是從高緯度向低緯度傳播的。

我也想做怎麼辦?

歡迎參考筆者上傳到GitHub的三段非常簡陋的Matlab程序!https://github.com/Yuankx13/MagneticMusic

好奇心,一定能夠激發科學埋藏在深處的美!

听听太阳的声音

美編:杜欣雨

校對:張 崧

听听太阳的声音


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