Perché nello spazio non si propaga il suono

Un classico della fantascienza: navi stellari che si sparano distruggendosi con gran fragore. Eppure nello spazio quei suoni non dovrebbero sentirsi, il suono non si propaga nel vuoto.

Tanto tempo fa, in una galassia lontana lontana, il Governatore Tarkin dà l’ordine di fare fuoco su Alderaan, il pianeta in cui viene cresciuta la principessa Leila sua prigioniera. Dalla Morte Nera un insieme di fasci di energia viene focalizzato e proiettato verso la superficie del pianeta, il quale non può far altro che esplodere con un fragore micidiale.

In realtà non può far altro solo se ci troviamo nell’universo di Star Wars, un universo dominato da qualcosa che somiglia molto alla magia e in cui i cavalieri combattono con spade fatte di una luce che non si capisce bene quale fisica segua.

In questo universo, le astronavi combattono a suon di “pew pew” ed esplodono rumorosamente nel silenzio dello spazio siderale. Tuttavia nel mondo reale ciò non avverrebbe, e i combattimenti stellari sarebbero molto più silenziosi (e forse noiosi) di così.

Ciò che indichiamo con la parola suono è una sequenza di onde di pressione che si propaga attraverso un materiale comprimibile come l’aria o l’acqua, che chiamiamo “mezzo di trasmissione”. Significa che inducendo una vibrazione all’interno di questo mezzo, questa continua a propagarsi diffondendosi come onda sonora. Ad esempio quando parliamo emettiamo aria tramite la vibrazione delle corde vocali, una piccola perturbazione alla pressione dell’aria che ci circonda. Questa perturbazione può propagarsi alla velocità del suono fino a disperdersi oppure, per esempio, urtare contro il timpano di un’altra persona, che può così ascoltare i nostri vaneggiamenti di fisica e fantascienza.

Durante la propagazione, queste onde si possono riflettere, rinfrangere (ossia entrare nel mezzo ma con una velocità ed angolo diversi da quelli che si aveva prima) o essere attenuate dal mezzo attraversato, esattamente come succede alle onde luminose nel momento in cui passano attraverso un mezzo. A differenza di queste tuttavia, che possono viaggiare anche nel vuoto, il suono è dato da un’oscillazione del mezzo stesso e pertanto senza mezzo non possono propagarsi.

Al contrario delle onde luminose in cui il trasporto di informazione avviene tramite fotoni, in questo caso non c’è un trasporto di particelle dalla sorgente al ricevitore, ma sono le stesse particelle che costituiscono il mezzo a vibrare trasmettendo l’informazione.

La modalità con cui avviene la propagazione delle onde sonore è in genere legata tre caratteristiche del mezzo:

  • la relazione tra la densità e la pressione del mezzo, che determina la velocità del suono in quel mezzo. Questa relazione è strettamente legata alla temperatura, e quindi si può dire che la temperatura sia il fattore fondamentale che determina la velocità del suono nel mezzo;
  • il moto del mezzo stesso: se il mezzo si sta muovendo, infatti, la propagazione delle onde può esserne influenzata. Pensiamo ad esempio alla differenza tra il parlare sotto vento o contro vento;
  • la viscosità del mezzo determina la rapidità con cui il suono viene attenuato.

A questo punto dovrebbe quindi essere chiaro che un pianeta che esplode non può generare la propagazione di alcuna onda sonora. Il mezzo in cui si trova un pianeta è uno spazio sostanzialmente vuoto, e nel vuoto non ci sono particelle da far vibrare per propagare un’onda sonora.

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