Считается, что извержение Кракатау — это самый громкий звук, раздавшийся на поверхности планеты — в истории человечества.
Он облетел вокруг Земли четыре раза во всех направлениях и поразил слух моряков, находившихся в 40 милях от него. Вулкан Кракатау извергался с нечеловеческой силой, посылая пульсации звука, слышимые за тысячи миль.
Извержение Кракатау может быть, самым громким звуком, который когда-либо ощущали человеческие уши. Но есть и другие жуткие события не уступающие Кракатау. Например, Тунгусское событие повалило около 80 000 деревьев, разбив окна на десятки километров.
Нелегко сказать, какой звук является самым громким из когда-либо слышимых людьми, но мы сузили список до нескольких вариантов — и при парочки тщательных расчетов, возможно, у нас будет победитель.
Известная картина Эдварда Мунка под названием «Крик» была написана под впечатлением от извержения вулкана Кракатау в 1883 году, которое выбросило в атмосферу столько пепла, что закат на несколько лет стал красноватым.
Громкие звуки
Звуки — это, по сути, вибрация — колебания, вызванные источником и передаваемые через воздух или воду. Звуковые волны (или акустические волны) могут также распространяться через землю. Сейсмические волны, по сути, являются разновидностью акустических волн.
Наше тело воспринимает звуковые волны через ушной канал и достигая барабанной перепонки, где они преобразуются в вибрации. Затем эти колебания трансформируются в электрические импульсы, которые может воспринимать наш мозг. Обычно люди слышат звуки с частотой от 20 до 20 000 Гц. Мы также можем воспринимать сигналы за пределами этого интервала, но, как правило, мы их скорее чувствуем, чем слышим.
График давление/время 20-миллисекундной записи звука кларнета демонстрирует два основных элемента звука: давление и время.
Интенсивность звука обычно измеряется в децибелах. Децибел (дБ) — это, по сути, единица измерения уровня звукового давления в воздухе. Опорное давление звука в воздухе очень важно — например, децибелы в воздухе и децибелы в воде означают не одно и то же. Однако пока мы ограничимся децибелами в воздухе, которые устанавливаются примерно на уровне типичного порога восприятия звука человеком.
Теоретически, звуки в 1 дБ или несколько дБ вполне слышимы. Обратите внимание, что в реальной жизни никогда не бывает по-настоящему тихо. Если бы вы стояли в чрезвычайно тихой комнате, вы бы легко услышали биение своего сердца. Вы могли бы услышать даже свои легкие или желудок.
В реальности всегда присутствует некоторый фоновый шум. Наше дыхание составляет около 10 дБ. Проезжающие мимо автомобили, ветер и электроника также создают несколько дБ. Шепот доносится примерно до 20 дБ, а обычный разговор — до 60 дБ.
Острую боль мы начинаем ощущать при 125 децибелах или даже ниже. По данным Национального института охраны труда и здоровья, максимальное время воздействия при 85 дБА составляет восемь часов. При уровне 110 дБА максимальное время воздействия составляет одну минуту и 29 секунд. Если вы будете находиться под воздействием 140 децибел хотя бы несколько секунд, то можете получить необратимое повреждение слуха, так как это уже серьезная нагрузка.
Для сравнения несколько показателей уровня звука:
- дождь: 50 дБ;
- шумный ресторан: 70 дБ;
- громкая музыка в колонках: 80 дБ;
- электродрель: 95 дБ;
- футбольный матч: 115 дБ;
- гром: 120 дБ;
- дробовик: 140 дБ.
Также важно отметить, что акустические децибелы не являются линейной шкалой. Что-то, что имеет 100 дБ, не в два раза громче, чем что-то с 50 дБ — оно намного, намного громче. Это потому, что децибелы, по сути, являются логарифмической шкалой — когда что-то на 10 дБ выше, оно в 10 раз громче. Когда что-то на 20 дБ выше, оно в 100 раз громче. На 60 дБ выше, оно в 1 000 000 раз громче. Однако восприятие звуков также не является линейным. Увеличение звука на 10 дБ воспринимается людьми как звук, звучащий примерно в два раза громче.
Теперь, когда мы все это знаем, давайте взглянем на самые громкие звуки которые были созданы искусственно и природой.
О максимально громком звуке в воздухе —
Строго говоря, самый громкий возможный звук в воздухе — 194 дБ. Громкость» звука диктуется тем, насколько велика амплитуда волн по сравнению с атмосферным давлением. Звук в 194 дБ имеет отклонение давления в 101,325 кПа, что соответствует атмосферному давлению на уровне моря при температуре 0 градусов Цельсия (32 градуса по Фаренгейту). По сути, при 194 дБ волны создают между собой полный вакуум.
Можно сделать громче 194 дБ, но технически это уже не «звук». Дополнительная энергия начинает искажать всю волну, и в итоге получается нечто большее, чем ударная волна, и меньшее, чем звуковая волна. На этом уровне звуки не проходят через воздух — они толкают его, создавая всплески давления (ударные волны).
Но ради общего понимания (потому что, давайте посмотрим правде в глаза, никто не хочет быть слишком критичным), мы будем считать звуками все, что превышает 194 дБ — только имейте в виду, что это не является точной формулировкой….
Самая громкая группа, самый громкий звук?
Концерты — подходящее место для поиска реально громких звуков.
Несколько групп претендуют на звание самой громкой в мире, а как многие утверждают, что они «громче, чем ад» — да, я смотрю на вас, поклонники хэви-метала.
Борьба за звание самой громкой группы имеет свою историю и не лишена противоречий. Первым настоящим претендентом является группа Deep Purple, чей концерт в Лондоне в 1972 году был занесен в Книгу рекордов Гиннесса как самый громкий из когда-либо зарегистрированных на тот момент — 117 дБ. Несколько зрителей упали без сознания, и Гиннес стал очень скептически относиться к этому рекорду, поскольку он мог привести к серьезным повреждениям слуха и потере сознания.
Американская группа Manowar утверждает, что на нескольких концертах уровень звука превышал 120 дБ, включая один впечатляющий 139 дБ во время саундчека (не фактического выступления) на фестивале Magic Circle Fest в 2008 году. Группа Kiss также зафиксировала 136 дБ на концерте в Оттаве. Концерт был настолько громким, что было сделано несколько жалоб, что заставило группу слегка убавить громкость.
Но как бы ни были поразительно громкими эти группы, они не могут претендовать на звание «самого громкого звука».
Двигаемся дальше!
Самый громкий самолет?
Самолеты — одно из самых выдающихся технических достижений человечества, реализующее мечту, которая, видимо, существовала еще на заре человеческой эры: летать. Но, как может подтвердить каждый, кто хотя бы раз был в самолете или рядом с ним, они могут быть очень, очень громкими.
Все самолеты шумные, но есть самолеты, которые громче других. Несмотря на свои относительно небольшие размеры, самолет Republic XF-84H «Thunderscreech» считается самым громким из когда-либо существовавших самолетов.
Самолет XF-84H в полете. Изображение предоставлено: ВВС США.
Самолет был настолько громким, что, по имеющейся информации, его можно было услышать на расстоянии более 25 миль (40 км). Он был таким шумным, что находиться рядом с ним было опасно для жизни, и экипаж самолета неоднократно страдал от этого.
XF-84H был винтовым самолетом, но в отличие от стандартных пропеллеров, которые вращаются с дозвуковой скоростью, самый кончик его лопасти двигался со сверхзвуковой скоростью. Во многих своих характеристиках XF-84H был выдающимся, он так и не прошел стадию прототипа, но вошел в историю как самый громкий самолет.
Он создавал продолжительную звуковую волну, достаточно мощную, чтобы сбить человека с ног: один несчастный член экипажа был серьезно травмирован этим эффектом во время пробежки по земле. В сочетании со значительным дозвуковым шумом самолет был печально известен тем, что вызывал сильную тошноту и головные боли из-за своего шума. Звуковые волны даже вызвали судороги у одного инженера после осмотра с близкого расстояния.
Достоверно неизвестно, насколько громким был этот самолет, но, по неофициальным оценкам, около 140 дБ.
Но если рассматривать шаттлы в этой классификации, то они, как было доказано, производят гораздо более сильные звуки, чем даже XF-84H.
В отчете НАСА говорится, что при запуске ракеты Saturn V, предназначенной для отправки людей на Луну, звук достигал 204 дБ. Двигатели этой ракеты создавали суммарную тягу в 7,5 миллионов фунтов — абсолютный монстр.
Saturn V сыграл ключевую роль в программе «Аполлон» и в запуске «Скайлэб» — предшественницы Международной космической станции. Это привело к возможно самому громкому звуку, который когда-либо слышали в НАСА, и самому громкому звуку, когда-либо созданным человечеством, но есть одно исключение.
Бомбы.
Самая громкая бомба
Бомбы по своей природе громкие. Они предназначены для уничтожения объектов и генерируют много энергии, которая выражается в звуке. Но хотя все бомбы являются весьма громкими, некоторые из них определенно громче других…
Как и следовало ожидать, военные не особо стремятся делиться подробностями об испытаниях бомб, поэтому большинство таких значений получено из приблизительных расчетов. Например, печально известные бомбы, сброшенные на Хиросиму и Нагасаки, по оценкам, произвели звук более 170 децибел, который был слышен на расстоянии более 100 км.
Но, словно в подтверждение своего разрушительного потенциала, человечество разработало бомбы гораздо более мощные, чем те, что были в Хиросиме и Нагасаки. Давайте пропустим печальную историю создания ядерных бомб и перейдем к самой сильной из когда-либо созданных бомб — Царь-бомбе.
Грибовидное облако от Царь-бомбы поднялось в небо на 65 км (40 миль) (213 000 футов), когда была сделана эта фотография. Фотограф находился на расстоянии 161 км (100 миль) от места взрыва. Изображение с Википедии.
Советская термоядерная авиационная бомба РДС-202 (кодовое имя Иван или Ваня) стала известна остальному миру как Царь-бомба. Бомба, испытанная в 1961 году, была длиной 8 м (26 футов) и весила 27 000 кг (60 000 фунтов). Ее взрыв был равен 50 мегатоннам тротила, а пульсации от испытательного взрыва ощущались по всему миру. Бомбы в Хиросиме и Нагасаки уничтожили города в одно мгновение — но царская бомба была в 3 300 раз сильнее.
Как бомба с максимальной энергией, мы можем предположить, что она произвела, самый сильный звук — не только от бомбы, но и когда-либо созданный человечеством. Опять же, это основано на определенных расчетах, но самой достоверной цифрой считается 224 дБ — шокирующая цифра.
Имейте в виду, что децибелы являются логарифмическими. Другими словами, 224 дБ — это в 100 раз громче, чем 204 дБ от ракеты Saturn V. Сам звук может убить вас, невозможно даже представить, насколько он мощный.
Но каким бы чудовищным он ни был, это лишь малая часть того, что может породить природа.
Тунгусское событие против Кракатау
Трудно представить, насколько сильным был Тунгусский взрыв. Объект (вероятно, отвалившийся от астероида или кометы) вошел в атмосферу Земли в июне 1908 года с такой скоростью, что сгорел и взорвался на высоте 5-10 километров (3-6 миль) над землей, благо, над не не заселённой территорией.
Нам повезло, что это это все таки случилось над незаселённым районом.
Взрыв был достаточно сильным, чтобы уничтожить целый мегаполис, повалив около 80 миллионов деревьев на площади 2 150 кв. км (830 кв. миль).
Люди, находившиеся на расстоянии 20 км, были сбиты с ног, стекла были разбиты, а очевидцы сообщают о невыносимых звуках и жаре. Вот рассказ российского геолога Леонида Кулика, который находился на расстоянии 65 км (40 миль):
» Трещина в небе стала увеличиваться, и вся северная сторона была охвачена огнем. В этот момент мне стало так жарко, что я не мог терпеть, словно горела моя рубашка; с северной стороны, где был огонь, шел сильный жар. Я хотел сорвать с себя рубашку и бросить ее на пол, но тут небо закрылось, раздался сильный удар, и меня отбросило на несколько метров. Я на мгновение лишился чувств, но тут выбежала моя жена и повела меня в дом».
«После этого поднялся такой шум, как будто падали камни или стреляли пушки, земля тряслась, и когда я лежал на земле, я прижимал голову, боясь, что камни разобьют ее. Когда небо прояснилось, между домами пронесся горячий ветер, как от пушечных выстрелов, который оставил следы на земле, как тропинки, и повредил урожай. Позже мы увидели, что во многих окнах были разбиты стекла, а в сарае сломалась часть железного замка».
О Тунгусском событии были опубликованы более 1 000 научных работ, но невозможно точно утверждать, насколько был силен звук — вполне вероятно, что он мог достигать 300 дБ.
Почти несомненно, это был бы самый громкий звук, когда-либо ощущавшийся человечеством, если бы не произошло следующее событие.
Кракатау — по всей видимости, самый громкий «звук».
Литография извержения Кракатау. Авторские права: Паркер и Коуард.
Существует множество историй о Кракатау, и все они были рассказаны людьми, находящимися далеко от вулкана — потому что никто из тех, кто находился в непосредственной близости от него, не смог бы выжить. Когда Кракатау извергался в 1883 году, он взорвался с такой силой, что практически уничтожил свой остров и атолл, выбросив в атмосферу 20 миллионов тонн серы и окутав всю планету аэрозолями, которые на несколько лет снизили уровень глобальной температуры.
Художники были вдохновлены, так как Кракатау создал впечатляющие закаты по всему миру, вдохновив живописцев на создание тысяч картин с этими видами солнца. Но извержение Кракатау принесло, прежде всего, разрушения
Более 30 000 человек погибли от вулкана и спровоцированных им цунами. Звуковая пульсация также была безбожной.
На расстоянии около 2 100 км (1 300 миль) на Андаманских и Никобарских островах люди сообщали о «необычайно громких звуках, как будто стреляли пушки»; на расстоянии 3 110 км (1 930 миль) в Перте, Западная Австралия, люди сообщали о том, что слышали вдалеке артиллерию. На расстоянии 4 800 км (3 000 миль) люди слышали звук. Подумайте об этом так: это как если бы кто-то произвел звук в Нью-Йорке, а люди услышали его в Ирландии, за океаном.
Капитан британского судна под названием Norham Castle написал захватывающий отчет об извержении Кракатау. Корабль находился в 64 км (40 миль) от Кракатау, и все же он написал:
«Взрывы настолько сильны, что у половины экипажа лопнули барабанные перепонки. Мои последние мысли — о моей дорогой жене. Я убежден, что настал судный день».
По стечению обстоятельств измерительные приборы находящийся в 160 км (100 миль) от Кракатау зафиксировали звуки взрыва: 172 децибела, что невероятно громко, учитывая отдалённость. На расстоянии сотен километров звуки были громче, чем самый мощный концерт, который когда-либо был зафиксирован.
Воздушная ударная волна от Кракатау (потому что ее нельзя назвать звуком) обогнула земной шар 3-4 раза во всех направлениях. Наблюдательные станции, расположенные в Англии и США, зафиксировали подъем океанских волн, вызванный этим воздушным импульсом, — эффект, который никогда не наблюдался ранее.
Даже если звук не мог быть ощутим, воздушная волна давала о себе знать. По сей день это событие называют «большой воздушной волной».
По оценкам, извержение Кракатау достигло 310 дБ — свидетельство разрушительной силы, которую может продемонстрировать природа.
В истории Земли почти наверняка были еще более сильные извержения, но невозможно установить, насколько громкими они были. Извержение Кракатау, вероятнее всего, является самым громким звуком, который когда-либо был зафиксирован человечеством, и если нам повезет, то в ближайшее время мы не услышим более громкого звука.
