Звуки пылающего неба

Саами называют северное сияние guovssahas, что означает «свет, который слышно». Действительно, многие полярники рассказывали о свисте, треске, шорохе, скрежете, скрипе и даже музыкальных звуках, сопровождающих свечение в небе. Ученые уверяли, что это всего лишь яркая иллюзия: «сообщения наблюдателей о шумах, якобы слышанных при появлении сияний, следует отнести к числу субъективных ощущений» [1]. Другие специалисты думали, что за звуки северного сияния принимают шорох ледяных кристалликов, образующихся при дыхании на сильном морозе. Якуты называют это «шепотом звезд». Но шорох слышен только при падении температуры ниже -40°С, тогда как звуки северного сияния слышны и в менее сильные морозы [2].

Также по теме

На протяжении всей человеческой истории полярные сияния часто воспринимали не просто как что-то редкое, необычное и пугающее очевидцев, а как заготовку для рисования в своем воображении фигур и образов. Само явление давало лишь толчок, а благочестивое или встревоженное воображение проецировало на небо то, что занимало в то время ум очевидца.

Все народы, живущие на крайнем Севере, уверенно говорят, что северное сияние – не безмолвное зрелище. Предания и легенды на сей счет есть не только у саами, но и у инуитов, тлинкитов и алеутов [3]. Европейские ученые XIX–XX в., конечно, не собирались принимать всерьез эти рассказы. По словам знаменитого географа Александра фон Гумбольдта, шум полярных сияний «в настоящее время вызывает крайние сомнения, поскольку свидетельства гренландских наездников на санях и сибирских охотников на лисиц больше не принимаются безоговорочно. Северное сияние стало более тихим с тех пор, как его стали более тщательно изучать глазом и ухом» [4].

Северное сияние, наблюдавшееся 19 февраля 1564 г. над Лейпцигом. Несмотря на фантастические детали, явление вполне узнаваемо (Wikiana).

 

Поскольку свидетельства аборигенов наука не признавала, другие ученые принялись опрашивать европейцев с хорошей научной подготовкой, живущих за полярным кругом или участвовавших в арктических экспедициях. Норвежский геофизик Софус Тромхольт в 1885 г. разослал таким людям анкету с вопросами про северное сияние, где упоминалось и о звуках. 64% опрошенных уверяли, что оно действительно звучит [5]. Норвежские ученые, которых нельзя упрекнуть в неумении наблюдать явления природы, и в дальнейшем сообщали о таких звуках [6]. Еще один опрос в Канаде, проведенный в 1933 г., дал схожие результаты: 78% из тех, кто потрудились прислать ответы, написали, что слышали их [7].

Конечно, скептиков тоже можно понять. Уже в XIX веке стало хорошо известно, что северные сияния образуются на огромной высоте, в разреженных слоях атмосферы, где практически нет воздуха. Самый распространенный тип сияний, дуги, появляется на высотах 105–565 км, а «развевающиеся занавеси» – на высоте около 113 км. Максимальная высота, на которой зажигаются небесные огни – около тысячи километров, а минимальная – порядка 80 км. Звук на таких высотах при давлении, почти не отличающемся от вакуума, не способен ни возникнуть, ни спуститься в более низкие слои атмосферы [8]. Не облегчало задачу и то, что далеко не каждое северное сияние сопровождается звуками. По оценке д-ра Хьялталина, они слышны примерно в шести сияниях из сотни. Примерно такая же цифра, 5%, была получена канадскими специалистами [9].

Северное сияние над Шпицбергеном 6 января 1839 г.

 

Кандидат физико-математических наук Валентин Псаломщиков, который отвечал за исследование аномальных явлений по линии Госкомгидромета СССР, в 60-х годах прошлого века по долгу службы оказался на берегу Баренцева моря. Эксперименты, который он тогда проводил, требовали уйти от метеостанции почти на километр, чтобы избавиться от помех, наводимых ее электрической сетью. Вместе с ним работал инженер-метеоролог, свободный от дежурства. Вдруг с озаренного сиянием неба донеслись шипение, что-то похожее на звук разрываемого брезента и даже свист пуль. Свист и шипение сопровождали «развевающиеся занавеси», а «рвущийся брезент» доносился при появлении красных лучей. Они включили портативный магнитофон, но на пленке запечатлелись только их голоса и скрип снега под ногами [10, 11]!

О провалах попыток записать звуки северного сияния на магнитофоны упоминают и западные геофизики. Профессор Том Халлиман заметил, что «с научной точки зрения звуки невероятны, но тем не менее люди их слышат» [12].

Современный снимок северного сияния. Фото Томаса Липке.

 

Псаломщиков пришел к выводу, что звуки сияний распространяются не по воздуху. Они имеют электромагнитную природу и воспринимаются мозгами напрямую, минуя уши. Потом он узнал, что такой же эффект создают электромагнитные возмущения при пролетах ярких болидов: их слышно в момент появления вопреки законам акустики. Западные ученые доказали, что электромагнитные волны некоторых частот воспринимаются мозгом как шум или громкое жужжание. Но и эта гипотеза не подтвердилась. Мощность электромагнитных волн, достигающих земли при северных сияниях, на несколько порядков ниже тех, что были использованы в экспериментах.

Выйти из тупика удалось сравнительно недавно, когда исследовать звуки северного сияния взялся не геофизик, а специалист по акустике – профессор Унто Лейн из Университета Аалто в Финляндии. Ученый впервые заинтересовался ими в ноябре 1990 г., когда вместе с группой друзей наблюдал за огнями в небе. Они стояли на пронизывающем холоде, -35 °С, и отчетливо слышали странные звуки. Основанный Унто в 1999 году проект «Aurora Acoustics» использовал не обычные магнитофоны, как раньше, а высокочувствительные микрофоны. Когда за дело взялся профессионал, звуки были записаны. Они особенно хорошо слышны во время мощных геомагнитных бурь вроде тех, что обрушились на Землю в апреле 2001 и мае 2024 года. Кроме обычного шипения или треска, в это время возникал звук, напоминающий «удары по пустой бочке из-под нефти каким-нибудь твердым предметом» [13].

Также по теме

То и дело доносящиеся с безоблачного неба грохочущие звуки в наши дни обычно не привлекают к себе внимание: люди думают, что где-то далеко самолет преодолевает звуковой барьер. Они не знают, что таинственные «выстрелы» слышали рядом с морями или большими озерами задолго до появления авиации.

В 2013 г. команда Лейна смогла при помощи нескольких микрофонов вычислить, на какой высоте образуются звуки. Оказалось, что они доносятся с высоты 70–75 м над землей, а не с почти космических высот. Расчеты были сопоставлены ими с данными об изменениях температуры воздуха с высотой на тот день, предоставленных Финским метеорологическим институтом. Оказалось, что вычисленная учеными высота совпадает со слоем температурной инверсии. Это состояние атмосферы, при котором слой теплого воздуха располагается поверх слоя более холодного воздуха под ним. Когда образуется инверсия, холодный воздух под ней оказывается в ловушке и не может пробиться через более теплый воздух. Инверсии обычно наблюдаются ночью, когда земля охлаждается быстрее, чем воздух.

«Температура понижается с увеличением высоты, – объяснил открытие Унто Лейн. – Но при температурах значительно ниже нуля, как правило, в ясную, тихую погоду вечером и ночью, холод возникает ближе к поверхности, а чем выше, тем воздух теплее. Теплый воздух при этом не смешивается с холодным, а поднимается, неся отрицательные заряды от земли. Слой инверсии образует что-то типа крышки, не дающей зарядам перемещаться вертикально. Более холодный воздух над этим слоем заряжен положительно. Геомагнитная буря приводит к разрядам накопленных зарядов в виде искр, создающих измеримые магнитные импульсы и звуки. В ночь с 17 на 18 марта 2013 г. я записал сотни звуков в Фискарсе при температуре –20 °C. Я отобрал 60 самых громких звуков, источники которых находились непосредственно над микрофонами. Магнитные импульсы, которые предшествовали звукам, подтвердили, что их источники находились на высоте примерно 75 м. В ту ночь Финский метеорологический институт провел собственные измерения, которые показали, что слой инверсии находился на той же высоте, где возникали эти шумы. Корреляция между силой магнитных импульсов и громкостью звуков также была высокой».

По мнению Унто Лейна, гипотеза об инверсионном слое объясняет, почему северные сияния можно услышать только в безветренную погоду. Даже небольшой порыв ветра может помешать образованию слоя, а значит, звуки не будут возникать. Слой может задерживать не только электрические заряды, но и поднимающийся дым. Он вспоминал, что в детстве, когда жил в Остроботнии, не раз видел, как зимой в безветренную погоду дым из труб коттеджей поднимался вертикально вверх, резко останавливался и начинал расходиться горизонтальным куполом над деревней.

«В дополнение к механизму, лежащему в основе звука, это помогает нам понять, как мы можем слышать звуки, когда источник полярного сияния находится на расстоянии 80–100 км, – добавил он. – Гипотеза об инверсионном слое дает ответ на вопрос, как возможно, что звуковые события происходят почти одновременно с визуальными наблюдениями: с высоты 75 м звук достигает человеческого уха всего за 0,2 секунды» [14].

Гипотеза образования звуков северного сияния.

 

Яркие огни северных сияний, которые мы видим, не создают звуки. Сияния и звуки – это одновременные явления, вызванные потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем. «Солнечный ветер» создает полярное сияние и в то же время изменяет магнитное поле Земли, порождая электрические разряды.

В 2022 г. Лейн доказал, что звуки из слоя инверсии могут доноситься и без видимого северного сияния. Время, когда были записаны звуки, точно совпало с сделанными Финским метеорологическим институтом измерениями геомагнитной активности. «Звуки встречаются гораздо чаще, чем кто-либо думал, но когда люди слышат их без видимого северного сияния, они думают, что просто трескается лед, или, возможно, их издает собака или какое-то другое животное», – заметил он [15].

Команда Лейна планирует возвести специальную башню, чтобы провести измерения ближе к слою инверсии. По расчетам, громкость звука там может доходить до 90–100 Дб, что сопоставимо с работающей газонокосилкой.

То, что наука отрицала два века подряд, списывая на легенды или галлюцинации из-за плохого питания и долгой полярной ночи, оказалось реальностью. Собиравшаяся веками народная мудрость часто дает более правильные ответы об окружающей природе, нежели наука, и пренебрегать ей не стоит. Фолк-рок-группа «The Von Hertzen Brothers» из Финляндии даже включила некоторые из записанных Лейном звуков в песню «Северное сияние». Хотя некоторые геофизики сопротивляются, утверждая, что это случайные помехи или треск от мороза, звуки северных сияний быстро переходят из области фольклора в темы, одобряемые наукой. Такая судьба может ожидать и другие аномалии, если найдутся достаточно смелые ученые, готовые ими заняться вопреки насмешкам. Там, где еще не проводились серьезные исследования из-за социально-психологических, а не объективных причин, возможны самые удивительные открытия.

Литература

1. Исаев С., Пушков Н. Полярные сияния. М., 1958, с. 11.

2. Слышимость полярных сияний // Метеорологический вестник, 1932, № 1, с. 36.

3. Olsen M. Aurora Borealis, the audible light // Baiki, Winter 1998, № 17, p. 16–19.

4. Humboldt A. Kosmos. Vol. I. L., 1845, p. 208.

5. Tromholt S. Norvegian Testimony to the Aurora Sound // Nature, Sept. 24, 1885, p. 499.

6. Шум при полярном сиянии // Климат и погода, 1928, № 1, с. 30.

7. Beals C. The audibility of the aurora and its appearance at low atmospheric levels // Journal of the Royal Astronomical Society of Canada, Vol. 27, 1933, p. 184–200.

8. О'Брайен Б. Явления, связанные с полярными сияниями // Успехи физических наук т. 89, вып. 4, август 1966, c. 696.

9. Тихомиров Е. Сопровождаются ли полярные сияния звуками? // Метеорологический вестник, 1933, № 5–6, с. 190–192.

10. Псаломщиков В. Звучание небесных сфер // НЛО (СПб), 2005, № 31, с. 15.

11. Псаломщиков В. Тайны севера // НЛО (СПб), 2009, № 3, с. 6.

12. Are the sounds of aurora real or just a trick of the brain? // Focus, August 1999, p. 58.

13. Gamillo E. Folklore meets science in this search for the ‘sounds’ of the northern lights. URL: https://www.astronomy.com/science/do-northern-lights-make-sound/ Date of access: 21.09.24.

14. Acoustics researcher finds explanation for auroral sounds. URL: https://www.aalto.fi/en/news/acoustics-researcher-finds-explanation-for-auroral-sounds. Date of access: 20.09.24.

15. The aurora borealis can be heard even when they can’t be seen. URL: https://www.aalto.fi/en/news/the-aurora-borealis-can-be-heard-even-when-they-cant-be-seen. Date of access: 21.09.24.