Kenapa Tiada Bunyi di Angkasa?

Dalam filem, kapal angkasa yang meletup sering disertai dentuman yang kuat. Dalam kehidupan sebenar, letupan yang sama di angkasa lepas tidak akan didengar oleh sesiapa yang berada di luar kapal. Bunyi dan cahaya kelihatan seperti dua cara yang serupa untuk menerima maklumat dari jauh, tetapi keduanya ialah jenis gelombang yang sangat berbeza, dan perbezaan itulah yang menerangkan mengapa angkasa begitu sunyi.

Bunyi ialah getaran yang bergerak dari zarah ke zarah

Apabila pita suara, pembesar suara atau dawai gitar bergetar, ia menolak zarah udara yang paling dekat dengannya. Zarah itu melanggar zarah di sebelahnya, dan zarah di sebelahnya melanggar zarah seterusnya. Dengan cara ini, kawasan udara yang termampat dan kawasan yang meregang bergerak ke luar sebagai gelombang, sehingga akhirnya menggetarkan gegendang telinga kita. Gelombang seperti ini dipanggil gelombang mekanik kerana ia memerlukan bahan untuk membawanya, dan bahan itu dipanggil medium. Udara, air dan pepejal semuanya boleh menjadi medium bagi bunyi.

Mengapa angkasa tidak dapat membawa bunyi biasa

Angkasa lepas bukan ruang kosong yang sempurna. Di antara planet dalam Sistem Suria terdapat angin suria, iaitu aliran zarah bercas yang sangat jarang, kira-kira 5 hingga 10 zarah dalam setiap sentimeter padu berhampiran orbit Bumi. Sebagai perbandingan, satu sentimeter padu udara di aras laut mengandungi kira-kira 2.5 × 10¹⁹ molekul, iaitu nombor 25 diikuti 18 sifar. Dalam angin suria berhampiran Bumi, perlanggaran antara zarah terlalu jarang untuk membawa gelombang bunyi biasa seperti di atmosfera. Tanpa perlanggaran yang kerap, getaran dari satu tempat tidak dapat dipindahkan dari zarah ke zarah, dan gelombang bunyi biasa tidak dapat terbentuk.

Jadi, tiada bunyi di angkasa bukan kerana angkasa langsung tidak mempunyai zarah, tetapi kerana zarah di sana tidak mencukupi untuk menjadi medium yang boleh membawa bunyi yang dapat didengar. Ruang yang hampir vakum ini juga ialah sebab mikrofon biasa tidak dapat merakam bunyi yang merambat melalui udara di luar kapal angkasa.

Ada satu kes yang menarik. Di dalam gugusan galaksi Perseus, gas panas yang sangat jarang tetapi meliputi kawasan yang amat besar boleh membawa gelombang tekanan. Teleskop angkasa sinar-X Chandra milik NASA mengesan riak pada gas itu, dan saintis menukarkannya kepada bunyi yang boleh didengar dengan menaikkan frekuensinya berkali-kali ganda. Gelombang itu memang wujud, tetapi frekuensinya jauh di bawah julat pendengaran manusia, dan apa yang kita dengar ialah hasil penukaran oleh saintis.

Bunyi dan cahaya ialah jenis gelombang yang berbeza

Cahaya, gelombang radio dan sinar-X ialah gelombang elektromagnet. Gelombang ini terdiri daripada medan elektrik dan medan magnet yang berubah-ubah dan saling menyokong, jadi ia tidak memerlukan zarah bahan untuk membawanya. Itulah sebabnya cahaya Matahari dapat sampai ke Bumi merentasi angkasa yang hampir kosong. Letupan di angkasa menghasilkan cahaya yang boleh dilihat dari jauh, tetapi bunyinya tidak sampai kerana tiada medium yang mencukupi.

Angkasawan di luar kapal angkasa masih boleh bercakap antara satu sama lain kerana alat radio dalam topi keledar mereka menukar suara kepada isyarat radio, iaitu gelombang elektromagnet. Di dalam kapal angkasa dan pakaian angkasa pula terdapat udara, jadi bunyi suara merambat di dalam ruang itu seperti biasa. Bunyi juga masih boleh merambat melalui pepejal yang bersentuhan, kerana pepejal ialah medium.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?