بلندترین صدای ثبت‌شده در تاریخ مربوط به چیست؟

خلاصه مقاله:

• صداهای بسیار بلند مانند کنسرت‌های زنده، آتش‌بازی‌ها و جمعیت‌های ورزشگاهی می‌توانند باعث آسیب دائمی شنوایی شوند، اما بلندترین صدای ثبت‌شده روی زمین هنوز مشخص نیست.
• فوران آتشفشان کراکاتائو در سال ۱۸۸۳ احتمالاً بلندترین صدای تاریخ بود که موج آن تا بیش از سه‌هزار کیلومتر دورتر شنیده و فشارش در بارومترهای جهان ثبت شد.
• برآوردهای مدرن نشان می‌دهند شدت صدای کراکاتائو به حدود ۳۱۰ دسی‌بل رسید و موج شوک آن هفت بار دور کره زمین چرخید، اما هیچ‌کس نزدیک منبع نبود تا آن را دقیقاً اندازه‌گیری کند.
• انفجار شهاب‌سنگ تونگوسکا در سال ۱۹۰۸ نیز صدایی بسیار بلند با شدت تقریبی ۳۰۰ تا ۳۱۵ دسی‌بل تولید کرد؛ اما این مورد نیز تنها توسط ابزارهای دوردست ثبت شد.
• بلندترین صدای ثبت‌شده در دوران مدرن مربوط به فوران زیرآبی هونگا تونگا در ژانویه ۲۰۲۲ است که موج صوتی آن چندین بار به دور زمین چرخید و در هزاران کیلومتر دورتر شنیده شد.
• حتی آزمایش‌های مدرن برای تولید موج فشار شدید در آزمایشگاه، مانند انفجار جت آب با لیزر ایکس‌رِی، نتوانستند صدای واقعی را شبیه‌سازی کنند، زیرا بدون محیط انتقال (هوا یا آب)، این موج‌ها برای انسان غیرقابل شنیدن و شبیه فشار خالص بودند.

صداهای کنسرت‌های زنده، آتش‌بازی‌ها و جمعیت‌های پرهیاهوی ورزشگاه‌ها می‌توانند به حجم‌های بسیار خطرناک و بلندی برسند که حتی باعث آسیب دائمی شنوایی شوند. اما بلندترین صدایی که تاکنون روی زمین ثبت شده چه بوده است؟

پاسخ به این سؤال بستگی دارد به این‌که منظور شما از «صدا» چیست و اینکه آیا گزارش‌های تاریخی قدیمی را هم در نظر می‌گیرید یا فقط به اندازه‌گیری‌هایی اعتماد می‌کنید که با ابزارهای علمی مدرن انجام شده‌اند.

فوران آتشفشان کراکاتائو در اندونزی در سال ۱۸۸۳ احتمالاً بلندترین صدای تاریخ بود. صدای انفجار آن تا بیش از سه‌هزار کیلومتر دورتر هم شنیده و فشار موج آن در بارومترهای سراسر جهان ثبت شد. در فاصله ۱۶۰ کیلومتری، شدت صدا حدود ۱۷۰ دسی‌بل بود که می‌توانست شنوایی را برای همیشه آسیب بزند و بنا به گزارش ملوانان، صدای آن از فاصله ۶۴ کیلومتری آن‌قدر قوی بود که پرده گوش را می‌توانست پاره کند.

به‌طور معمول، افراد می‌توانند صداهایی تا حدود ۱۴۰ دسی‌بل را تحمل کنند؛ بالاتر از این حد، صدا دردناک و غیرقابل تحمل می‌شود. طبق گزارش مؤسسات ملی سلامت آمریکا، آسیب شنوایی می‌تواند پس از چند ساعت قرار گرفتن در معرض صدای ۸۵ دسی‌بل، ۱۴ دقیقه در معرض صدای ۱۰۰ دسی‌بل یا دو دقیقه در معرض صدای ۱۱۰ دسی‌بل رخ دهد. برای مقایسه، صدای جاروبرقی حدود ۷۵ دسی‌بل، اره موتوری حدود ۱۱۰ دسی‌بل و موتور جت تقریباً ۱۴۰ دسی‌بل است.

برآوردهای مدرن نشان می‌دهند انفجار کراکاتائو به حدود ۳۱۰ دسی‌بل رسید. در این شدت، امواج صوتی دیگر مانند صدای معمولی عمل نمی‌کنند (صدای معمولی باعث ارتعاش ذرات و ایجاد نواحی فشردگی و کاهش فشار می‌شود). در حدود ۱۹۴ دسی‌بل، امواج صوتی به امواج شوک تبدیل می‌شوند؛ جبهه‌های قدرتمند فشار که وقتی چیزی سریع‌تر از سرعت صوت حرکت کند، ایجاد می‌شوند. موج شوک کراکاتائو آن‌قدر قوی بود که هفت بار دور کره زمین چرخید.

اما مایکل فورلندر، استاد دانشگاه فنی آخن آلمان و رئیس انجمن آکوستیک آمریکا، می‌گوید واقعاً نمی‌دانیم فوران کراکاتائو در محل خود چقدر بلند بوده، زیرا هیچ‌کس به اندازه کافی نزدیک نبوده تا آن را اندازه‌گیری کند. او به لایوساینس گفت: «می‌توان درباره انتشار صدا فرضیه‌هایی مطرح کرد، اما این فرضیه‌ها بسیار نامطمئن هستند.»

یکی دیگر از نامزدهای بلندترین صدا، انفجار شهاب‌سنگ تونگوسکا در سال ۱۹۰۸ بر فراز سیبری است که براثر آن درخت‌ها در صدها کیلومتر مربع نابود و موج‌های فشار در سراسر جهان پخش شدند. شدت صدای انفجار تونگوسکا تقریباً با فوران کراکاتائو برابر بود (حدود ۳۰۰ تا ۳۱۵ دسی‌بل)؛ اما همانند فوران کراکاتائو، این انفجار تنها توسط ابزارهایی که در فاصله بسیار دور قرار داشتند ثبت شد.»

اگر این سؤال را به دوران مدرن محدود کنیم، یعنی زمانی که دانشمندان شبکه‌ای جهانی از بارومترها و حسگرهای فروصوت داشتند، رویداد بسیار جدیدتری عنوان بلندترین صدا را به خود اختصاص می‌دهد.

دیوید فی، استاد پژوهشی مؤسسه ژئوفیزیک دانشگاه آلاسکا فیر بنکس می‌گوید: «معتقدم بلندترین صدای ثبت‌شده، فوران آتشفشان هونگا تونگا در ژانویه ۲۰۲۲ است. این فوران عظیم موجی صوتی تولید کرد که چندین بار به دور کره زمین چرخید و توسط انسان‌ها در هزاران کیلومتر دورتر، از جمله در آلاسکا و اروپای مرکزی شنیده شد.»

میلتون گارسس، بنیان‌گذار و مدیر آزمایشگاه فروصوت در دانشگاه هاوایی، با این نظر موافق است. او می‌گوید اگر سؤال را این‌گونه مطرح کنیم که «بلندترین صدای ثبت‌شده در دوران دیجیتال مدرن چه بوده است؟»، بدون شک بلندترین صدا مربوط به فوران هونگا تونگا در سال ۲۰۲۲ است.

یکی از نزدیک‌ترین ایستگاه‌های علمی به فوران زیرآبی در نوکوالوفا که حدود ۶۸ کیلومتر با محل فوران فاصله داشت، افزایش فشار حدود ۱۸۰۰ پاسکال را ثبت کرد. این درحالی است که انفجار شیمیایی بسیار بزرگ با قدرت ۲۰۰ مگاتن در فاصله‌ای بسیار دورتر، یعنی حدود ۷۳۷ کیلومتر، فشار اضافی تنها حدود ۵۶۷ پاسکال ایجاد می‌کند. اگر بخواهیم این فشار را به دسی‌بل تبدیل کنیم، عددی حدود ۲۵۶ دسی‌بل به دست می‌آید، اما گارسس می‌گوید این مقایسه اشتباه است، چون این موج اصلاً شبیه صدای معمولی نبود. نزدیک منبع، رفتار موج بیشتر شبیه هوای پرسرعتی بود که انفجار آن را به بیرون رانده بود. انفجار هونگا تونگا آن‌قدر عظیم بود که در مقیاس دسی‌بل معمول جای نمی‌گیرد.

همان طور که فی اشاره می‌کند قوی‌ترین موج فشار در تاریخ اخیر برای انسان‌ها عمدتاً غیرقابل شنیدن بود، زیرا فراتر از محدوده شنوایی انسان قرار داشت.

دانشمندان سعی کرده‌اند موج‌های فشار عظیم را در آزمایشگاه‌ها ایجاد کنند. در یکی از آزمایش‌ها، پژوهشگران با استفاده از لیزر ایکس‌رِی، یک جت بسیار کوچک آب را منفجر کردند که موج فشاری حدود ۲۷۰ دسی‌بل تولید کرد که حتی از پرتاب موشک ساترن ۵ که فضانوردان آپولو را به ماه برد و شدت صدای آن حدود ۲۰۳ دسی‌بل تخمین زده شده بود، بلندتر است.

بااین‌حال، آزمایش لیزر در محفظه خلا انجام شد، بنابراین موج فشاری ۲۷۰ دسی‌بلی که تولید شد، کاملاً بی‌صدا بود. امواج صوتی برای حرکت نیاز به محیطی مثل هوا، آب یا مواد جامد دارند؛ بدون این محیط، صدا نمی‌تواند منتقل شود.

میلتون گارسس می‌گوید فشارهایی که در محفظه خلا ایجاد می‌شوند، شبیه تقلب است. این حالت مثل فشار در فضا است: ابرنواختر ممکن است فشار بسیار زیادی ایجاد کند، اما این فشار به شکل صدایی که ما می‌شنویم منتشر نمی‌شود. او ادامه می‌دهد: «اگر بخواهیم قدرتمندترین موج شبیه صدا را که در دوران مدرن ثبت شده، نام ببریم، بدون شک فوران آتشفشان هونگا تونگا در سال ۲۰۲۲ جایگاه اول را دارد.»