听听太阳的声音
作者:愿開心
我們都知道,地球具有一個磁場,這個磁場抵御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。
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。
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”,并非真實太陽的“聲音”,而是通過處理磁場數據,模擬出來的“歌聲”。
這首歌什么樣?
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,閑話不多說,先讓大家欣賞一下這段音頻:
magetic1.mp3
此外,這是這段音頻的波形圖:
聽完感覺怎么樣?作為后現代藝術大師的我,覺得還挺好聽的(靜音模式)。
這首歌是怎么來的?
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。
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制作音頻的原因。
這兩個臺站記錄下來的地磁場數據如下:
父島列島檢測到的磁場水平分量和豎直分量原始數據圖
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,然后作為音高,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。
最后用音頻合成軟件 Goldwave 將左右聲道合在一起,就形成了上面的精神污染音頻。
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。
這個音頻在說什么?
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,這是什么呢?
我們去看原始數據的圖就能看到,是磁場的周期性變化。
Chichijima 磁場數值分量,可以清晰看到 10 個周期性的日變化
一共是 10 天的數據,磁場的周期性變化就出現了 10 個周期,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,它跟太陽的東升西落,是密切相關的。
磁暴期間的聲音,先出現在左聲道,隨后出現在右聲道,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。
我也想做怎么辦?
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
總結
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