Qu′est-ce que c′est qu′un son ?

Publié le : 07 mars 20246 mins de lecture

Qu’est-ce que le son et comment se propage-t-il ? Dans le dernier numéro de Science et Connaissance Son quantique, tout vibre : de l’ADN aux galaxies de l’Univers, nous discutons de la forme du son et de ses particularités. Les ondes sonores ne peuvent pas se déplacer dans le vide de l’espace, mais nous pouvons reconnaître les sons de l’Univers en observant les ondes électromagnétiques enregistrées par des appareils appelés spectrographes, installés sur de puissants télescopes dispersés dans le monde entier. Cela nous permet d’entendre de nombreuses parties de l’Univers, comme les carillons des étoiles qui naissent ou meurent, le chœur d’un quasar dans une galaxie, et bien plus encore.

Qu’est-ce que le son ?

Le son est une forme d’énergie qui peut sembler évidente pour beaucoup. L’impression dominante qui encourage cette attitude est peut-être l’acceptation du fait qu’elle est aussi naturelle et abondante que l’air. Pour les personnes souffrant d’une perte auditive temporaire ou permanente, la perception du son et de l’acoustique a des implications importantes qui créent des limitations et exigent des ajustements considérables de leurs autres sens de perception et de leur environnement.

 

L’acoustique, ou la science du son, permet à l’homme de mieux connaître son environnement. Le son est une vibration. Lorsqu’une vibration est suffisamment rapide, nous l’entendons comme un son, plutôt que comme une série de battements. Le son, comme la lumière ou la chaleur, est une onde. Toutefois, une distinction importante est que, contrairement à la lumière ou à la chaleur (rayonnement), le son a besoin d’un support pour se déplacer. Les sons nécessitent la présence de molécules ou de particules pour se déplacer d’une région à l’autre. C’est la vibration vers l’extérieur de ces particules errantes à la périphérie de la source qui explique la production et la propagation des ondes sonores. Une particule errant juste à côté d’une corde pincée d’une guitare plongée dans le mouvement. Cette particule se déplace et transfère son énergie cinétique à la particule voisine, qui la transfère ensuite à sa voisine et ainsi de suite, jusqu’à ce que l’onde atteigne les récepteurs de notre oreille et soit perçue comme une note.

 

Par conséquent, la raison pour laquelle les sons ne voyagent pas dans l’espace est qu’il n’y a pas de particules. Cela dit, qu’en est-il des particules de gaz, des restes d’explosions de supernova et d’autres particules de poussière ? Ne peuvent-ils pas propager le son ? Bizarrement, non. Ces particules, contrairement à celles de la Terre, ne sont pas assez proches ou, pour le dire de manière plus élégante, ne sont pas assez comprimées. L’espace étant pratiquement vide, les particules de l’explosion sont immédiatement dispersées et ne sont donc pas assez denses pour transporter le son.

Des sons spatiaux défini en termes de différence de pression

Le son est également défini en termes de différence de pression. Lorsque le son se propage dans l’air, il étire et contracte la pression de l’air environnant. L’air oscille de haut en bas, et la différence de temps entre ces oscillations est appelée la fréquence du son. Cette fréquence est mesurée en Hertz (une oscillation par seconde). Le son, comme la lumière, a également un spectre. L’homme ne peut entendre que les sons dont la fréquence est comprise entre 20 Hz et 20 kHz : cette gamme est appelée gamme acoustique, par analogie avec la gamme visible de la lumière dans le spectre électromagnétique. Les fréquences inférieures à 20 Hz sont appelées infrasons, tandis que les fréquences supérieures à 20 kHz sont des ultrasons.

 

La perception est également très importante. Nous ne pouvons pas entendre les fréquences supérieures ou inférieures à la gamme acoustique en raison des contraintes du système auditif. Ce que nous appelons et modélisons par le terme « son » est un ensemble de fréquences particulières auxquelles notre oreille est accordée. Les sons dans l’espace peuvent être révélés indirectement en étudiant le rayonnement électromagnétique émis par les nuages de poussière et de gaz traversés par des ondes acoustiques. Des sons dans l’espace ont été enregistrés par la NASA à l’aide d’équipements très sensibles, tels que l’observatoire à rayons X Chandra. Les astronomes ont découvert un trou noir supermassif « bourdonnant » à 250 millions d’années-lumière de la Terre, résidant dans l’amas de Persée.

 

Ils ont observé des ondulations dans le gaz qui remplissait cet amas, produisant la « note » la plus profonde détectée par un objet dans l’Univers. C’est un million de milliards de fois plus profond que la plus basse fréquence de son que nous pouvons entendre. Persée est le groupe de galaxies le plus brillant qui diffuse des rayons X, ce qui en fait le jukebox parfait pour trouver des ondes sonores dans l’espace qui se réverbèrent à travers le gaz de l’amas. On estime que l’impulsion électromagnétique a été générée par le mouvement du gaz chaud et magnétisé qui entoure le trou noir.

 

 

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