Caribbean's Whistling Rossby Wormhole Baffles Naukowcy, Serenades Satellites

Może widziałeś wiadomości: Morze Karaibskie emanuje nieziemskim dźwiękiem, który można usłyszeć z kosmosu. Dlaczego więc nie słyszysz tego hałasu, z pozycji znacznie bliżej Karaibów niż satelity na orbicie? Czy nie słuchasz wystarczająco mocno? Czy jest zagłuszany przez biały hałas jakiegokolwiek pejzażu miejskiego, w którym mieszkasz?

Prawda jest taka, jak wiele innych opowiadań naukowych, opowieść o gwizdku Rossby'ego nie jest prosta. Widzicie, Karaiby tak naprawdę nie robią hałasu, ponieważ hałas zazwyczaj odnosi się do wibracji fal, które można usłyszeć. Ocean wibruje, ale z częstotliwością o kilka oktaw niższą niż zasięg słuchowy. Wibracje są mierzone jako energia grawitacyjna przez satelity na orbicie Ziemi. A stwierdzenie, że można je usłyszeć z kosmosu, jest prawdziwe tylko metaforycznie. Jest to analogiczne do powiedzenia, że ​​możemy „usłyszeć” zderzenia czarnych dziur w odległości 1,3 miliarda lat świetlnych; ma więcej wspólnego z czułością instrumentu niż wielkością sygnału.

Ale to nie znaczy, że to, co dzieje się na Karaibach, nie jest wyjątkowo wyjątkowe i fajne; naukowcy nigdy wcześniej nie widzieli czegoś podobnego. Naukowcy z Uniwersytetu w Liverpoolu opublikowali wyniki w tym tygodniu Geophysical Research Letters. Oto co się dzieje: istnieje specjalny rodzaj fali zwany falą Rossby'ego, który przemierza morza planety. Różni się charakterem od zwykłych fal oceanicznych i nie można go obserwować bez specjalnych instrumentów. Fale Rossby'ego mają krótkofalową wysokość (typowo od kilku cali do kilku stóp) i bardzo długi okres - ten, który podróżuje po Karaibach, trwa 120 dni, aby przejechać tylko raz.

Oto dziwna część: Kiedy Rossby uderza w karaibski basen - znika, tylko po to, by pojawić się po drugiej stronie basenu. Wyobraź sobie, że regularne fale oceanu nagle zatrzymały się i woda stała się płaska, ale potem, nieco dalej, fale znów były dokładnie takie, jak gdyby fale nigdy się nie zatrzymały. Zasadniczo tak to wygląda i jest to tak dziwne zjawisko, że naukowcy nazwali go „tunelem Rossby”.

Rzecz w tym, że energia fali nie odchodzi, po prostu nie jest widoczna przez jakiś czas na powierzchni. Zamiast tego energia jest przenoszona głęboko w basenie, gdzie oddziałuje z dnem morskim, tworząc fale ściskania związane ze zmieniającym się ciśnieniem dennym. To właśnie ta interakcja wytwarza pulsujące wibracje wyczuwane w przestrzeni. Satelity mierzą rytmiczną zmianę energii grawitacyjnej, która jest związana ze zmieniającą się masą basenu, gdy fala przechodzi.

Oto kolejny powód analogii do dźwięku: interakcja między umywalką a przepływającą przez nią wodą ma taką samą dynamikę fizyczną jak gwizdek. Wyobraź sobie, że twój oddech jest falą Rossby, a karaibski basen jest komnatą gwizdka. Płyn przewraca się przez wgłębienie, a wynikiem jest uwolnienie wibracji. Twoje uszy, w tym przypadku, są satelitami, wyczuwającymi fale emitowanej energii.

Słyszysz dźwięk o częstotliwościach wibracyjnych od 20 do 20 000 cykli na sekundę (herc). Ta wibracja Rossby cyklicznie tylko raz na 120 dni. To około 0,000000096 herców. Więc to nie jest tak naprawdę dźwiękowe, ale jeśli cyfrowo przyspieszysz, jak przekręcenie głosu na wiewiórki wiele razy, możesz to usłyszeć.