Как ученые преобразовали сигналы магнитного поля Земли в звуки

Исследователи из Датского технического университета преобразовали радиочастотные сигналы магнитного поля Земли в звуки. Они были получены спутниковой миссией Swarm Европейского космического агентства. О том, как заставить звучать электромагнитное поле и почему это нельзя считать настоящим голосом магнитосферы Земли, рассказывает научный обозреватель Николай Гринько.

Фото: depositphotos/Petrovich99

Хоть мы никак и не ощущаем магнитное поле Земли, оно жизненно необходимо для всех ее обитателей. По сути, это щит, ограждающий нас от космического излучения и потока заряженных частиц. Само поле создается жидким железом, которое находится в ядре Земли. Двигаясь и вращаясь, металл, словно сердечник динамо-машины, генерирует электрические токи. От них и возникает постоянно меняющееся электромагнитное поле.

У планет, лишенных жидкого ядра, магнитного поля почти нет. Вот почему всем марсоходам необходима повышенная защита от радиации. Иногда мы можем увидеть взаимодействие солнечного ветра с земным магнитным полем: когда они сталкиваются, возникают полярные сияния. Но услышать этот процесс нельзя – разве что в виде слабых помех в радиоприемниках.

Однако датские ученые каким-то образом записали звук магнитного поля. И не просто выложили в Сеть, но еще и сделали элементом инсталляции, включив из подземных динамиков на одной из площадей Копенгагена. Как же это было сделано?

На самом деле абсолютно любые данные можно превратить в звук, такой процесс называется "сонификацией". Для этого используют всевозможные компьютерные программы. Например, в NASA разработали свой инструмент для сонификации – xSonify. С его помощью можно анализировать интенсивность света звезд с течением времени, слушать гамма-всплески небесных тел, изучать изменение радиоактивного фона и многое другое. Сонификацию применяют где угодно: разные ученые с помощью такого метода отслеживали сезонную миграцию сельди, исследовали концентрацию тяжелых металлов в сточных водах, разбирались с динамикой городского смога.

Причем звук, который получается на выходе, может быть абсолютно любым. К примеру, возьмем для программы данные об изменении атмосферного давления в Москве за последний год и зададим алгоритм так, чтобы периоды низкого давления обозначались звуками тромбонов и контрабасов, а высокого – скрипками и флейтами. Разрешив использовать лишь определенные ноты (скажем, только "белые клавиши", без диезов и бемолей), можно на выходе получить настоящую авангардистскую симфонию.

Фото: depositphotos/Syda_Productions

Преобразовывается что угодно и во что угодно. Оркестром балалаечников можно озвучить распределение цветов на картинах Ван Гога, футуристичными синтезаторами – проиллюстрировать карту нефтяных месторождений, а виртуальным детским хором – пропеть энцефалограмму слона.

Все это делается, чтобы исследователь мог взглянуть на данные с новой точки зрения. Человеческий слух способен фильтровать лишние звуки, игнорировать фоновый шум и фокусироваться лишь на нужной информации. Именно поэтому мы можем легко узнавать голоса людей в оживленной обстановке. Используя методы сонификации, проще концентрироваться и находить в данных незамеченные ранее закономерности.

Еще ученые таким способом популяризируют собственные исследования. В самом деле, опубликованный в открытом доступе график солнечной активности с цифрами и выкладками соберет во много раз меньше просмотров, чем те же самые данные, но преобразованные в звуки – таинственные завывания, глухие удары и загадочные шумы.

Именно так и был создан "саундтрек" магнитного поля Земли. Он состоит из низкочастотного рокота, резких щелчков, хруста и шипения. Мало того, полученный трек звучит в стереоформате, в нем слышна реверберация отдельных звуков и динамическая обработка. Все это инструменты из арсенала музыкальных продюсеров. Появились они в записи потому, что сонификацией занимался датский музыкант Клаус Нильсен.

Словом, многочисленные космические записи, которые можно найти в интернете, – все эти "звуки магнитосферы Юпитера", "как звучит туманность Андромеды" и прочее – всего лишь имитация, оцифровка незвуковых данных. Впрочем, есть и настоящие записи, хотя их очень немного. К таким можно отнести, например, звуки Марса: шум ветра и скрип металлических колес по камням записаны микрофонами на роботах и переданы на Землю в сжатом виде.

Еще один почти настоящий звук – пугающий гул черной дыры, о котором мы уже писали. Астрономы обнаружили медленную вибрацию газовых облаков, окружающих коллапсар, зафиксировали ее телескопами и преобразовали в звуковые волны, сдвинув в слуховой диапазон. Все остальное – чистой воды сонификация, не имеющая никакого отношения к реальности. Хотя...