Почему люди слышат музыку в облаках: любопытная загадка природы
В июне 1867 года английский ученый-естествоиспытатель и метеоролог Джеймс Глейшер летел над Парижем на воздушном шаре. Когда он вошел в густое облако с ним произошло удивительное событие. Сам он описывал его таким образом:
«Неожиданно, погруженный в облачный туман, я услышал замечательный концерт. Казалось, что музыка исходит из самого облака. Инструменты звучали на расстоянии нескольких метров. Я пытался вглядеться в глубину белого пара, окружающего меня со всех сторон, но ничего не смог рассмотреть. Я с наслаждением слушал звуки загадочного оркестра».
Глейшер слышал музыку в облаках еще раньше. Не подумайте ничего плохого, но пятью годами ранее он летел на воздушном шаре из Вулверхэмптона (Англия) и слушал музыкальный оркестр. Все это происходило на высоте 4 километров.
Для того, чтобы разобраться в этом явлении, ученый начал свои эксперименты. В 1867 году Глейшер пригласил послушать музыку двух друзей воздухоплавателей — французов астронома Камиля Фламмариона и метеоролога Гастона Тиссандье. Они полетели на аэростатах из Парижа в немецкий Золинген. И что вы думаете? Французы несколько раз услышали музыкальные звуки во время перелета.
Друзья вспоминали, что особенно хорошо музыкальный оркестр звучал когда они пролетали над городами Антони и Буланвилье. Все это происходило на высоте 3280 футов. Облака полностью закрыли воздушный шар, и им казалось, что они слушают волшебную симфонию неизвестного композитора.
Позже Джеймс Глейшер написал мемуары о путешествиях на воздушном шаре. Ученый выяснил, что интенсивность различных звуков, доносящаяся с поверхности земли, достигает очень больших высот в атмосфере. Например, свист локомотива может подняться до 3 000 метров, шум поезда — до 2 250 метров, лай собаки — до 1 770 метров. Залп мушкета слышен на той же высоте. Крики женщин достигают 1 500 метров, так же как звук церковного звона и крик петуха. Громкие звуки мужчин значительно тише. Они не превышают 1 200 метров. Примерно на этом же уровне хорошо слышны удары барабана и игра военного оркестра. Спокойный голос человека может быть услышан на уровне 960 метров. Чуть дальше доносится треск катящейся телеги по мостовой.
Если слушать в ночное время, то на высоте 1 050 метров можно разобрать, как течет река или звонкий ручей. Причем звучать это будет как большой водопад. На высоте 960 метров хорошо раздается клекот птиц, а боевые крики крота достигают высоты 750 метров. Очень страшный звук.
Джеймс Глейшер и его спутники столкнулись с необычным явлением природы. Оно вызвано влиянием влажности на уровень звука. Чем сильнее влажность атмосферы, тем на большую высоту поднимается звук. Особенно хорошо это явление заметено в туманную погоду. Облака, как конденсат водяного пара, вбирали звуки с такой интенсивностью, что когда Глейшер с друзьями пролетали над людным местом, то слышали, как на городской площади играли музыканты.
Подобные явления наблюдали английские аэронавты, поднимавшиеся во время тумана над Лондоном. Сначала во время поднятия шара в тумане им ничего не было видно. Все звуки казались отдаленными. Из-за отсутствия видимости и сильного поглощения звука аэронавты ощущали изолированность от земли. Лишь изредка ее нарушал отдаленный лай собак. Опознавание звуков с земли затруднялось изменением тембра в результате поглощения в облаках высоких частот. Как только шар преодолел приземленный слой воздуха, шум города вновь стал хорошо слышен.
Мореплавателям также знакомы случаи, когда в тумане звуки хорошо слышны на дальних расстояниях и плохо слышны на более близких. Очень часто такие явления вызывают у людей трепет.
Известен случай, когда в 1997 году моряки, находясь на острове Росса в Западной Антарктиде услышали звук движущегося поезда. Он напоминал трение колес по рельсам. Что послужило его источником, неизвестно.
А жители американского города Таос (штат Нью-Мексико) часто слышат доносящийся из пустыни шум неизвестного происхождения. В науке он получил название «Таосский гул». Шум похож на движение тяжелой техники по автомагистрали. Но дело в том, что никаких автомагистралей рядом на несколько километров с этим городом нет.
Служба национальных парков США установила, что низкая влажность поглощает больше звуков, особенно на высоких частотах. Джеймс Глейшер был не первым, кто заметил влияние влажности на атмосферу. Еще в конце 19 века его соотечественники проводили наблюдения за слышимостью часового колокола Вестминстерского аббатства. Люди заметили, что вечером колокольные звуки слышно лучше и дальше, чем днем. Это объясняется стабильностью приземного слоя воздуха в вечернее время.
В дореволюционной России в Сергиевом Посаде существовало выражение «Лавра гудит». По насыщенности и дальности благовеста Троице-Сергиевой Лавры люди определяли, какая будет погода. Если звук раздается далеко, значит, скоро будет дождь.
Наука многим обязана Джеймсу Глейшеру. Этот самоотверженный человек не жалел себя для научных открытий. Его главная заслуга — многочисленные опыты, проведенные с помощью воздушных шаров. Их результаты послужили основой знаний того времени о верхних слоях атмосферы.
5 сентября 1862 года произошел трагический случай. Воздушный шар, на котором поднимались Глейшер и его коллега, достиг 9 000 метров над уровнем моря. Для того времени это была рекордная высота на которую поднимался человек на воздушном шаре. Температура воздуха составляла 12 градусов. Исследователи не предполагали, что на этой высоте будет такой холод. На земле было 25 градусов тепла. Они отправились в полет в летних пиджаках. Но проблема была не только в холоде, а в том, что воздух был разрежен. Джеймс Глейшер потерял сознание. К счастью, его друг Генри Трейси Коксвелл во время понял, что нужно делать, и открыл клапан, тем самым сохранив жизнь исследователя.
Глейшер в основном был самоучкой. Интерес к науке у него проснулся после посещения Гринвичской обсерватории. Главную роль в его образовании сыграл отец, одаренный математик Джеймс Глейшер-старший. Он привлекал сына к своим исследованиям и привил ему вкус к познанию. В результате Глейшер-младший оставил после себя более 400 научных статей, посвященных метеорологии, астрономии, истории математики, теории чисел. В Британии он создал сеть метеорологических станций, которая работает до сих пор.
Еще одним серьезным увлечением ученого было коллекционирование предметов искусства. Он создал одну из лучших коллекций керамики. Больше всего его интересовал Делфтский фарфор (Нидерланды). Его коллекция стремительно росла, и музей Фицуильяма (Кембридж) предложил ученому свои помещения под постоянную экспозицию.