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太空聲波解析／太空來的音樂？原來是電漿波


2011/03/28【聯合報╱記者李承宇】


神秘詭譎的嗡嗡聲，連綿不絕……襯著黯黑無垠的外太空景像，一股深沉
的孤寂感襲來。此時，弦樂四重奏柔和的旋律漸入，把人的思緒從虛無的
太空，拉回到國家音樂廳。

「太陽光輪」（Sun Rings），一齣以「太空聲音」為主軸，結合弦樂四重
奏譜成的音樂作品，日前在國家音樂廳上演。由美國太空總署（NASA）提
供的太空聲音、影像，搭配極簡音樂，科學與藝術的結合，除了帶給人心
靈無比的寧靜，也讓人反思，人類在宇宙中的定位。

聲波需要有空氣作為傳導介質，但太空中沒有空氣，為何會有聲音？中研
院天文所工程師顏吉鴻解釋，所謂的「太空聲音」，並不是直接記錄下聲
波，而是將太空船航海家1號、2號等太空船收錄太空中的電漿波頻率，轉
換成人耳可以聽見的聲音。

電漿是物質在固態、液態、氣態之外的第四態，當氣體分子受熱解離成帶
電粒子而形成。電漿是離子、電子及中性原子或分子的集合體。太空中充
滿了電漿，地球大氣層的電離層、太陽本身，都處在電漿狀態。

近50年前，美國愛荷華大學物理暨天文系教授古奈特（Donald A.Gurnett
）研發出電漿波接收器，他和電漿波研究團隊主要研究太空中的電漿波和
無線電波，40年來，有超過2個太空計畫利用電漿波接收器進行實驗，包
括航海家1號、2號、伽利略號等。目前研究團隊正在建置木星探測太空船
Juno上的電漿波接收器，Juno預計今年發射。

在充分受熱的情況下，電漿中的電子、離子會處於震盪平衡狀態；然而當
這種平衡狀態被擾亂，帶電粒子會形成電磁場，而電子經擾動後則會進行
簡諧運動。測量受擾動電漿的電場，可以觀察到特殊的共振頻率，稱為「
電子電漿頻率」（electron plasma frequency），進而可知電漿的電子密
度。

蒐集太空中的電漿波，主要目的是測量電漿的頻率，以了解電漿的特性，
諸如電漿密度、穿透電漿的磁場效應等。

1962年，古奈特的研究團隊第一次發射電漿波接收器到地球軌道上，他們
除了發現研究數據，更驚訝於將電漿波轉換成人耳能聽到的聲音。高空閃
電可能會造成的電漿波擾動頻率，聲音像哨聲；記錄器從木星也收錄到太
陽高速電漿流（太陽風）所形成，聽起來像飛機穿越音速的音爆。

顏吉鴻也表示，天文學家並沒有發現哪顆行星或太陽系中哪個位置，會有
某種特定的聲音，將電漿波頻率轉換成人耳能聽到的聲音，只是想用一般
人更熟悉的意象，讓大家了解太空中的電漿波。


行星位置 天文學家看到樂理

太空與音樂的關係，400多年前的科學家克卜勒在談；1977年史蒂芬史匹柏
導演的科幻電影「第三類接觸」也在談。

在電影「第三類接觸」中，地球人跟外星人溝通的方式，是用五個音符。
1619年克卜勒在「世界的和諧」書中，提出行星運行到不同位置，跟太陽
距離的比值，跟音樂上的音階若合符節。

兩廳院企畫行銷部經理李惠美指出，「太陽光輪」中從太空蒐集到電漿波
轉換的聲音，有的只是一連串單調的嗡嗡聲，對受傳統音樂訓練、講究旋
律的音樂家而言，可能被視為「噪音」，甚至有「這是音樂嗎？」的質疑。

不過她表示，還是有音樂家能夠從這些一般人認為是噪音的聲音中，找出
太空聲音的規律。她說，有時候國家音樂廳的空調調低，發出不同於平常
的振動聲，傳向舞台，一般人可能沒感覺，但聽力靈敏的音樂家卻感覺的
出來。

作曲家泰瑞•萊利以極簡的音樂風格，以弦樂四重奏搭配太空聲音。李惠
美說，對現代音樂而言，什麼聲音都可以是材料；單調的太空聲音很適合
音樂極簡主義簡潔、重複樂段的風格。

古早的科學家就已經在找天文與音樂間的關係。400多年前，提出行星三
大定律的天文學家克卜勒就試圖將行星運行到不同位置，相對於太陽距離
的比值，拿來跟樂理比較，發現真有相關的地方。舉例而言，像是地球在
近日點和遠日點間的比值，是一個半音的頻率變化（16／15）；金星則是
一個升音的頻率變化（25／24）。

不過克卜勒的年代天文觀測沒有這麼精確，算出來的比值只是近似值，所
以看起來好像符合音樂樂理；後世科學家實際精確測量後，並沒有真的找
到兩者的相關性。