Un gruppo di scienziati ha fatto volare delle mongolfiere a energia solare fino a oltre 21.000 metri, per registrare i suoni che si sentono nella stratosfera terrestre: i microfoni hanno catturato infrasuoni (inudibili all'orecchio umano) provenienti da fonti sconosciute (ma potete ascoltarli nel video sopra, dove sono stati "convertiti" in una banda udibile). «Da 50 anni nessuno aveva provato a dotare di microfoni delle mongolfiere stratosferiche», sottolinea Daniel Bowman, scienziato al Sandia National Laboratories (New Mexico) e ideatore dell'esperimento. Quanto scoperto è stato presentato al 184^ Meeting della Acoustical Society of America a Chicago.
Mongolfiere fai da te. Bowman e i suoi collaboratori hanno deciso di produrre da soli le proprie mongolfiere, ognuna di circa 6-7 metri di grandezza. Farlo è stato relativamente semplice: i materiali necessari sono facilmente reperibili in negozi di articoli pirotecnici, e le mongolfiere possono essere assemblate in un campo da basket. «Ogni mongolfiera è fatta di pittura plastica, nastro di trasporto e polvere di carbone», spiega Bowman alla CNN. «Il costo totale del materiale è di circa 50 dollari, e in tre ore e mezza due persone riescono a costruirne una».
La stratosfera è il secondo strato dell'atmosfera terrestre: si tratta di una zona relativamente tranquilla e priva di turbolenze, dove l'aria è secca e rarefatta. Fai clic qui per saperne di più su com'è fatta l'atmosfera del nostro Pianeta.
Una volta terminata, la si fa volare in un giorno di sole: la polvere di carbone contenuta nell'aerostato per scurirlo fa surriscaldare l'aria, facendola alzare in volo. La durata del volo è normalmente di 14 ore al massimo in estate, e le mongolfiere a energia solare atterrano una volta tramontato il sole.
Infrasuoni misteriosi. Nella registrazione si sente un rumore di fondo continuo, intercalato da scricchiolii e frusci di origine sconosciuta. «Questi infrasuoni misteriosi sono stati registrati in in alcuni voli diverse volte ogni ora, ma non ne conosciamo la fonte», spiega Bowman. «Si tratta molto probabilmente di suoni terrestri − forse turbolenze, o una forte tempesta lontana, o un qualche oggetto umano come un treno merci». Quello che non si riesce ancora a capire, sottolinea lo scienziato, è se le fonti siano vicine (come nel caso di una turbolenza) o lontane (come nel caso di una tempesta): non resta che indagare più a fondo per scoprirlo.
In principio fu... il silenzio. Secondo alcune teorie, il Big Bang fu un evento almeno inizialmente silenzioso. Durante quel primo sussulto di energia che diede inizio al tempo e allo spazio, senza alcuno spazio in cui espandersi, e senza ostacoli da incontrare, le onde sonore non avevano un mezzo in cui propagarsi, e quindi non potevano generare alcun suono. Le cose dovettero cambiare poche centinaia di migliaia di anni dopo, quando l'Universo iniziò a raffreddarsi e ad espandersi, e le onde a propagarsi a distanze sempre maggiori (ma senza nessun orecchio che potesse sentirle). Anche il termine "Big Bang" ("Grande scoppio") di per sé, non si riferisce al rumore di un'esplosione: fu coniato dal fisico britannico Fred Hoyle nel 1949, nel corso di un'intervista radiofonica, per definire in modo polemico e dispregiativo questo modello cosmologico, che lo scienziato non condivideva.
Foto: © Science Photo Library
Il rumore più assordante mai registrato. È stato quello dell'eruzione del Krakatoa, in Indonesia, il 27 agosto 1883. Il botto - della potenza di 200 megatoni - distrusse completamente l'isola e si udì anche a 4.800 km di distanza, fino all'isola di Mauritius, dove risuonò come un distante rumore di spari. Il ruggito dell'esplosione fu avvertito in 50 diverse nazioni, e in un'area pari a un tredicesimo della superficie totale della Terra.
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Foto: © Patrick LE FLOCH/EXPLORER
Ma l'orecchio umano può percepire anche suoni infinitamente deboli. Il più flebile che riusciamo a rilevare è pari a 20 milionesimi di Pascal: in pratica una variazione di pressione 5 miliardi di volte più piccola di quella atmosferica, così lieve che le onde sonore da essa generate sposterebbero la membrana del timpano di una lunghezza inferiore al diametro di un atomo.
Nella foto al microscopio, le cellule sensoriali dell'organo del Corti, nella coclea (orecchio interno): muovendosi traducono il suono in segnale elettrico, che trasmettono al cervello.
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Il suono di uno stereo può essere più forte di quello di un aereo. Nelle pericolosissime dB drag racing, le gare in cui vince chi produce il suono più assordante all'interno di un veicolo, si raggiungono anche i 155-160 decibel, un rumore persino più intenso da quello prodotto da un jet in fase di decollo (che è di 125 decibel, se percepito a un soffio dalla pista). Chiaramente, nessuno durante queste competizioni può sedere all'interno delle auto, o anche solo avvicinarsi: il rumore prodotto sarebbe sufficiente a far esplodere i timpani ed è ben oltre la soglia massima di sopportazione umana (120-130 decibel).
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Come funzionano i decibel. A differenza di altre unità di misura, il decibel (che misura l’intensità sonora) non ha un valore assoluto, ma è definito in rapporto a un valore minimo preso come riferimento. Nel caso dei suoni, il riferimento è il minimo udibile. Il valore massimo, invece, è quello che danneggia l’udito: è circa un milione di volte più intenso e corrisponde a 120-130 dB. La scala dei decibel è particolarmente compressa (si dice che è una scala logaritmica), per tenere conto del fatto che il nostro apparato uditivo è in grado di percepire enormi variazioni dell’ampiezza dei suoni. E come si legge? Un aumento di 3 dB corrisponde a un suono di intensità doppia. Un suono di 60 dB (comune in un ufficio), per esempio, è circa 3 volte meno intenso di uno di 70 dB, l’equivalente di un aspirapolvere.
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La prima ordinanza sui rumori molesti. Risale al VI secolo a.C. nella provincia di Sibari, in Magna Grecia (nell'attuale Calabria). Un'ordinanza stabilì che i lattonieri (cioè coloro che lavoravano materiali metallici) e i galli dovessero trovarsi fuori dalla città, per non disturbare gli abitanti con rumori molesti.
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I primi studi scientifici su rumore e salute. Iniziarono invece molto più tardi: nel 1886 il chirurgo di Glasgow Thomas Barr testò l'udito di un centinaio di calderai britannici (artigiani esperti nella lavorazione di lamiere), dimostrando che il rumore incessante del martello sul metallo poteva causare gravi danni all'udito. Per le moderne soluzioni alla sordità bisognava però aspettare ancora: tra quelle proposte da Barr ci fu far rasare gli ecclesiastici, in modo che durante i sermoni gli operai potessero leggere facilmente il loro labiale.
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Si può annullare un suono con un altro suono. Con il cosiddetto controllo attivo del rumore (o riduzione attiva del rumore), che si basa sul principio dell'"interferenza distruttiva". A una fonte sonora sgradevole si sovrappone un rumore appositamente studiato per eliminare il primo: un'onda sonora della stessa ampiezza, ma con fase opposta, che abbia cioè compressioni opposte alle rarefazioni dell'onda che si vuole annullare. Il principio fu scoperto nel 1933 dal fisico tedesco Paul Lueg ed è oggi utilizzato nelle cuffie con riduzione attiva del rumore.
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Il rumore ci dà fastidio anche inconsciamente. Uno studio scientifico dell'Université de Bretagne-Sud, in Francia, ha dimostrato che gli uomini bevono più velocemente del 20%, quando i rumori all'interno di un bar vengono portati da 72 a 88 decibel.
Foto: © YANA PASKOVA/The New York Times//contrasto
Usiamo un tono di voce sempre più alto... Forse per l'esposizione ai suoni sempre più invasivi delle città, ma anche per effetto delle cuffie e degli mp3, stiamo diventando progressivamente più sordi (e di conseguenza alziamo la voce). Secondo il World Forum for Acoustic Ecology, il volume medio di una conversazione negli USA si è alzato di 10 decibel nel corso degli anni '90. I rumori ambientali stanno causando una crescente perdita dell'udito che è spesso scambiata per un effetto dell'invecchiamento. Per rimediare, bisognerebbe abbassare il volume delle nostre città di 10 decibel.
Nella foto, test dell'udito "in serie", negli Stati Uniti del 1939.
Foto: © Science Photo Library
La sordità non è l'unico effetto negativo dei rumori. Lo stress correlato all'inquinamento acustico è responsabile di 45 mila attacchi di cuore fatali all'anno nei paesi industrializzati, secondo uno studio dello Stockholm Environment Institute.
Foto: © Science Photo Library
Oltre a produrre rumori, li "esportiamo". Per esempio, negli oceani, dove l'inquinamento acustico causato dai sonar delle navi porta allo spiaggiamento degli zifidi (cetacei odontoceti simili a delfini) e ha allungato i canti delle megattere (nella foto) del 29%. Per veicolare la stessa quantità di informazioni in un ambiente sempre più rumoroso, i canti dei cetacei si sono anche fatti più ripetitivi.
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Foto: © Sylvain CORDIER/JACANA
Talvolta un rumore di fondo è il segnale che si cercava. Negli anni '60, Arno Penzias e Robert Wilson, giovani ricercatori impegnati a far funzionare una gigantesca radioantenna dei Laboratori Bell (nel New Jersey), incontrarono un persistente "rumore di fondo", un'interferenza fastidiosa di origine inspiegata che disturbava i loro studi sulle onde radio. Quel "fruscio" si rivelò non un rumore, ma la traccia del calore residuo del Big Bang. In altre parole, avevano appena misurato, senza volerlo, la radiazione cosmica di fondo.
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Foto: © ESA
I luoghi più silenziosi al mondo. Si chiamano camere anecoiche e sono ambienti del tutto privi di eco, studiati per ridurre al minimo i segnali di riflessione tra pareti. Quella più priva di suoni in assoluto è la camera anecoica degli Orfield Labs di Minneapolis, Stati Uniti. Una volta entrati al suo interno, si diventa l'unica fonte di rumore, e si iniziano a percepire anche i suoni più reconditi del nostro corpo, che normalmente non udiamo (come quello del battito cardiaco). Un'esperienza così "forte" che può portare allo squilibrio mentale nel giro di un'ora.
Per saperne di più: il luogo più silenzioso del mondo.
perché la voce registrata ci sembra diversa (e non ci piace)? La nostra voce registrata sembra non appartenerci perché quando l'ascoltiamo direttamente da un registratore, le onde sonore attraversano soltanto l'aria prima di raggiungere le nostre orecchie. Quando parliamo o cantiamo, invece, le onde sonore prodotte attraversano anche ossa e tessuti, prima di propagarsi ed essere udite, e nel percorso vengono deformate, cambiando così anche il timbro. Inoltre, un registratore altera la voce, anche se in maniera minima.
Per saperne di più: perché la voce registrata ci sembra diversa (e non ci piace)?
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