“沒有了，在說下去，我也不知道說什麽了。”

    五號說道。

    “還有那麽長時間才到基地，不如我們說說太陽如何？”

    李思特說道。

    “這讓我想起了，在天翁的時候看到的一個天文學名詞。”

    吳剛拍著後腦勺說道。

    “是什麽？”

    五號看著吳剛問道。

    “日震學，你們知道嗎？”

    吳剛問道。

    “我知道，這個是通過研究太陽表麵運動性質來探索太陽內部結構的方法，它與地震學家根據地震時地殼的運動性質來了解地球內部結構相似。”

    虛妄提醒道。

    “那具體怎麽用啊，從什麽時候開始的。”

    李思特問道。

    “能夠用來探測太陽內部的太陽表麵振動是加州理工學院的科學家們，在1960年代偶然發現的，他們本來打算研究太陽表麵熱氣體的無規運動。

    但是，直到1980年代，當發展了細致分析這些振動所需要的技術，這個發現才獲得了應用。

    所有這些研究，包括發現本身，都依賴於多普勒效應的測量。”

    虛妄說道。

    “為什麽，具體怎麽說？”

    楚雲問道。

    “因為，這個效應使太陽表麵上離我們而去的小塊發來的光產生微小的紅移，也使太陽表麵上向著我們而來的小塊發來的光產生微小的藍移。

    當太陽表麵的某個小塊在裏外方向振動時，該小塊發來的光的多普勒效應便發生有韻律和規則的變化。

    測量這個效應所需儀器的精度從最初的發現情況可略見一斑，加州理工學院的研究小組發現，太陽表麵小塊的振動是斷斷續續的。

    它大致半小時內在裏外方向振動五或六次然後停止，速度大約是500米每秒，總位移約50公裏，振動小塊在太陽表麵擴展的距離僅相當於太陽直徑的2％。”

    虛妄說道。

    “隻是局部現象嗎？”

    楚雲問道。

    “我也想知道。”

    李思特說道。

    “起初，這些振動似乎是純粹的局部現象，但在1970年代，幾位天文學家獨立提出，每一個這種短壽命的局部振動實際上可以更好地解釋為數百萬個較小振動合成的結果。

    這些小振動就是陷在太陽內部並使太陽表麵像鍾一樣鳴響的聲波。

    一連串的5分鍾振蕩實際上是數百個周期在大約3分鍾到1小時的不同振動頻率的疊加。”

    虛妄說道。

    “這就好像，太陽就像沙暴中的一隻鍾，不斷地被細小的沙粒撞擊，不斷地有新的振動產生和舊的振動消失。”

    五號提醒道。

    “你怎麽不說，太陽這一現象，最終的混合聲調很像在大鋼琴蓋上亂敲一氣時聽到的聲音、

    亂敲一氣使得鋼琴的每根弦以其固有頻率振動，發出一個單純音符，所有弦的單純音符合在一起，成為名副其實的和弦，這就是你聽到的輕柔的鋼琴聲。”

    虛妄說道。

    “等等，這和鋼琴有什麽關係？”

    四號不淡定地問道。

    “那是因為，太陽內部的波確實是與教堂管風琴管道內部振動的聲波一樣的聲波，它們合在一起有規則地對太陽表麵進行擾動，因為聲波在太陽內部的傳播速率隨深度而變。

    太陽的較深層比表層更熱，也比表層更密，因而聲波在深層的傳播速率較高。”

    虛妄說道。

    “為什麽會這樣？具體怎麽說？”

    李思特問道。

    “當聲波從太陽表麵出發向下傳播時，波的底部比波的上部運動得較快，這將使波從對流起重要作用的區域底部向上彎曲並返回到表麵。

    然而波不能從表麵逃走，於是便像光線在鏡子上反射那樣，又從表麵反衝回太陽內部。

    隨著這個過程的重複，波便繞著太陽翻筋鬥，重複地潛入對流層然後折回表麵。”

    虛妄說道。

    “我記得，每個波下潛的深度，因而也就是每次筋鬥翻越的表麵距離，取決於振動的波長。

    在大多數情況下，繞著太陽反彈的波最終衰減、消失而不會對表麵產生可察覺的影響。”

    五號說動啊。

    “但有些情況下，每個筋鬥翻越的距離正好是太陽周長的整數分之一。

    這時，盡管波繞太陽一周可能翻6個或12個或600個筋鬥，但它總是在開始的地方結束，然後重複它的旅程，在波的整個存在期間，它總是在表麵的同一些小塊上反射，每經過一個小塊就給它一次有韻律的推動。

    這種波叫做駐波，它與撥動吉他弦或吹奏風琴管發出單純音符的駐波完全相同。”

    虛妄說道。

    “怎麽又說到吉他和風琴管了？”

    李思特不明白的問道。

    “我也很想知道。”

    楚雲說道。

    “那是因為，通過分析風琴管的音符，稱職的物理學家不用看它就能算出管子的尺寸。

    同樣，通過分析駐波繞太陽一周產生的表麵音符，天體物理學家不用看太陽表麵以下部分就能夠算出太陽深層的條件。

    由於太陽是一個貨真價實的三維物體，而不是風琴管那樣的線性管子，所以太陽內部條件的計算要複雜些，但原理則完全一樣。”

    虛妄解釋大道。

    “為什麽完全一樣？”

    楚雲問道。

    “你們要知道，某個特定振動模式的總效果可想像一個用黑白相間六邊形製成的足球來說明。

    每個黑六邊形代表太陽上一個向內運動的小塊，每個白六邊形代表太陽上一個向外運動的小塊。

    於是，大約2.5分鍾後，整個圖像將反過來，即原來向外運動的區域變成了向內運動，反之亦然。”

    虛妄解釋道。

    “但你最需要的是太陽表麵振動模式的詳細觀測資料和能夠揭示各個單純音符圖像的複雜數學方法。”

    五號提醒道。

    “那結果如何？”

    李思特問道。

    “結果表明，每個單獨的振動隻能使太陽表麵以幾十厘米每秒的速率向內和向外運動幾十米。

    正是這些數以百萬計的小振動的聯合影響，產生了1960年首次觀測到的較大的短壽命的振動。

    聲波通過對流層運動的方式依賴於對流層的溫度和深度，也依賴於它的物質成分。

    日震學表明，太陽外區是由75％的氫和25％的氦組成的，這和天體物理學家預期的一致，但對流層卻比天體物理學家以前得到的要略為深些，它從表麵向下延伸約20萬公裏，大致占有從太陽表麵到中心距離的30％。”

    虛妄說道。

    “然後呢？”

    楚雲問道。

    (本章完)

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