它聽起來像煙花爆竹的聲音，“砰”的一聲，然后響起“嗡嗡”的背景聲，很快這些聲音被像是沖擊波的聲音所取代。在這一波波的聲音之間，還有一些隨機(jī)的“嗶剝”聲。

這是黑洞的聲音，具體來說，是一個(gè)距離地球約7800光年的黑洞恒星系統(tǒng)天鵝座V404。煙花爆竹聲是黑洞的聲音，像沖擊波的聲音是光的回聲，隨機(jī)“嗶剝”聲是單個(gè)恒星的聲音。

當(dāng)然，這不是現(xiàn)實(shí)中聽到的黑洞聲音，而是美國國家航空航天局創(chuàng)建的聲景，用聲音來顯現(xiàn)望遠(yuǎn)鏡探測到的太空數(shù)據(jù)和信息，即所謂的“可聽化”處理。

“中國天眼”聚焦極端致密天體的起源與演化等當(dāng)前天文學(xué)最前沿的科學(xué)問題，有望在時(shí)域天文、宇宙的成分與演化和引力波暴等研究領(lǐng)域取得突破性成果。（圖/新華社）

近年來，天文學(xué)家意識到“傾聽”宇宙之聲的更多好處。越來越多的天文學(xué)家正利用一種全新的可聽化技術(shù)，將天體物理學(xué)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為音頻信號，利用聲波處理太空傳來的信息，幫助發(fā)現(xiàn)更多宇宙太空的秘密。美國佐治亞理工學(xué)院的布魯斯·沃克說：“我們的聽覺系統(tǒng)通常能夠做到視覺系統(tǒng)無法做到的事情?！爆F(xiàn)在，這一技術(shù)已被世界各地的天文臺接受和采用。

有時(shí)候“聽”數(shù)據(jù)比看更有用

最早以這種方式在宇宙探索中帶來新發(fā)現(xiàn)純屬意外。1932年，美國物理學(xué)家、無線電工程師卡爾·古特·詹斯基利用自己制造的旋轉(zhuǎn)天線，無意中聽到了持續(xù)不斷的“嘶嘶”聲——最終被發(fā)現(xiàn)是來自銀河系中心的無線電波，射電天文學(xué)由此起步。

天文學(xué)家有意識地傾聽太空之聲始于上世紀(jì)六七十年代。1979年，當(dāng)“旅行者1號”飛越木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一傳回?cái)?shù)據(jù)時(shí)，美國愛荷華大學(xué)的唐納德·格內(nèi)特從監(jiān)聽信號中識別出了低頻無線電波。數(shù)年后，他和同事們用聲波來辨別“旅行者2號”穿越土星環(huán)時(shí)出現(xiàn)的問題。2004年，格內(nèi)特將從“卡西尼號”任務(wù)中獲取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為聲頻信號，不僅發(fā)現(xiàn)了土星上的閃電，還在土星極光區(qū)域發(fā)現(xiàn)了電子輻射。

格內(nèi)特敏銳地意識到，探索太空奧秘，“傾聽”數(shù)據(jù)信息比光看數(shù)據(jù)有用得多。首先，可聽化技術(shù)創(chuàng)造了一種消化復(fù)雜數(shù)據(jù)的新方法。英國劍橋大學(xué)的安妮塔·扎內(nèi)拉說，聲音可傳達(dá)多達(dá)12個(gè)維度的信息，包括頻率、節(jié)奏、空間化等。其次，人們可以在關(guān)注多種聲音的同時(shí)，過濾掉無用的雜音。就好比在一個(gè)聚會廳里，在嘈雜的背景聲中，我們也能聽到自己身邊朋友的說話聲一樣，這也是為什么可聽化技術(shù)被稱為“雞尾酒聚會效應(yīng)”的原因。

借助可聽化技術(shù)，天文學(xué)家得以從充斥著嘈雜背景聲的宇宙信息中發(fā)現(xiàn)微弱信號。引力波就是一個(gè)很好的例子。以兩個(gè)黑洞并合的信號為例，在一項(xiàng)研究中，扎內(nèi)拉模擬了黑洞并合將發(fā)出的引力波信號，并將其插入到激光干涉引力波天文臺（LIGO）的實(shí)際數(shù)據(jù)集中?！皬囊曈X上無法區(qū)分的信號和噪音，可以用聲音清楚地分辨出來。”

收獲意想不到的偶然發(fā)現(xiàn)

在尋找所謂瞬變過程的天文學(xué)分支中，可聽化技術(shù)尤為重要。這一天文學(xué)分支也被稱為“時(shí)域天文學(xué)”，是對太空中相對較短時(shí)間尺度上發(fā)生變化的瞬態(tài)物體的研究。例如，一顆垂死恒星的爆炸只會保持幾周的亮度，一顆快速旋轉(zhuǎn)的中子星的閃光只能持續(xù)幾秒鐘。

瞬息萬變的星空（圖/新華社）

迄今為止，天文學(xué)中許多意想不到的偶然發(fā)現(xiàn)都是對瞬變現(xiàn)象的探測結(jié)果。有人認(rèn)為，研究瞬變過程是發(fā)現(xiàn)某些甚至無法想象其存在的事物的最佳方式。

自2023年起，智利的薇拉·魯賓天文臺每隔三晚就對整個(gè)南部天空進(jìn)行一次掃描。這一被稱為“時(shí)空遺產(chǎn)調(diào)查”（LSST）的項(xiàng)目將持續(xù)十年，為的是在太空中尋找瞬態(tài)閃光和耀斑。天文臺的“魯賓狂想曲”項(xiàng)目則為訪客提供以音頻形式表示的LSST數(shù)據(jù)的完整訪問權(quán)限。

在澳大利亞，一個(gè)名為“更深、更寬、更快”的項(xiàng)目已開始利用聲波來監(jiān)測瞬態(tài)天文現(xiàn)象，該項(xiàng)目協(xié)調(diào)了全球及太空中的30多個(gè)望遠(yuǎn)鏡設(shè)施，已在銀河系中發(fā)現(xiàn)了數(shù)千次瞬變現(xiàn)象，其中包括數(shù)十顆M－矮星耀斑、1a型超新星、雙星系統(tǒng)恒星爆炸等瞬變現(xiàn)象。

如今，天文學(xué)家正努力將一些同事傳承或自己開發(fā)的天文數(shù)據(jù)可聽化技術(shù)系統(tǒng)化，并對其有效性進(jìn)行嚴(yán)格測試。為促進(jìn)相關(guān)成果發(fā)表、知識交流，扎內(nèi)拉與意大利帕多瓦大學(xué)心理學(xué)系合作，設(shè)立了首個(gè)天文學(xué)和心理聲學(xué)聯(lián)合博士學(xué)位。心理聲學(xué)是研究如何感知聲音的科學(xué)，這一學(xué)科的設(shè)立是為了更好地處理天文數(shù)據(jù)集，并建立起標(biāo)準(zhǔn)化的方法。未來，可聽化技術(shù)將成為每個(gè)人都可使用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。