北极光有声音？科学争论真相究竟如何（组图）

这是一个困扰了观察者几个世纪的问题：有着奇妙颜色的北极光能产生可辨别的声音吗？

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由于太阳粒子与地球大气中的气体分子相互作用，极光通常发生在地球的两极附近，那里磁场最强。但关于极光发出声音的报道非常罕见，而且一直以来都被科学家们所忽视。

但2016年芬兰的一项研究最终证实，北极光确实能发出人耳能听到的声音。参与这项研究的一名研究人员捕捉到一种声音，据估计是由这些迷人的光所发出的，声音来自于地面以上70米（230英尺）的地方。

不过，这种声音背后的机制仍有些神秘，就像要听到这种声音必须满足的条件一样。我最近的研究回顾了关于极光声音的报道，以了解如何研究这一难以捉摸的现象，以及确定所报道的声音是客观、虚幻还是虚构的。

极光最常发生在地球上空100公里（62英里）处（Credit: Lev Fedoseyev/ Getty Images）

在20世纪头几十年里，极光发出声音是一个特别活跃的争论点。当时来自北纬地区定居点的报告称，声音有时伴随着天空中迷人的光出现。

目击者称，在特别猛烈的北极光出现期间，会有一种轻微的、几乎察觉不到的爆裂声或嗖嗖声。例如在20世纪30年代早期，在亚北极设得兰群岛（Shetland Islands）的周报《设得兰新闻报》（The Shetland News）上开始出现大量个人证实，将北极光的声音比作“丝绸发出的沙沙声”或“把两块木板拍在一起”。

加拿大北部和挪威也有类似证言证实了这些说法。但科学界对此并不信服，尤其是考虑到很少有西方探险家声称自己听到过这种难以捉摸的声音。

这个时期极光声音报告的可信度与北极光的海拔测量密切相关。人们认为，只有那些下降到地球大气层较低的极光才能传出人耳能听到的声音。

问题是1932至1933年第二个国际极地年（Second International Polar Year）的记录显示，极光最常发生在地球上空100公里（62英里）的地方，而在80公里（50英里）以下的地方很少见。这表明光发出的可辨识的声音不可能传输到地球表面。

除了声音以外，北极光可能还会产生一种金属气味（Credit: Lev Fedoseyev/ Getty Images）

鉴于这些发现，著名的物理学家和气象学家仍然持怀疑态度，认为极光发出声音是民间传说或听觉错觉。

参与无线电技术发展的英国物理学家奥利弗·洛奇爵士（Sir Oliver Lodge）说，极光非常生动，可能导致出现一种心理现象，就像流星有时会在大脑中发出嗖嗖声一样。同样，气象学家乔治·克拉克·辛普森（George Clark Simpson）认为，低空极光很可能是由低空云层的干扰造成的一种光学错觉。

不过，20世纪两位天文学家的助手所写的报告声称听到了极光，为大量个人报告增加了一些合法性。

其中一人写道，他们听到了“一种非常奇怪的微弱的哨声，有明显的波动，似乎与极光的振动完全一致”，而另一人则听到了“燃烧的草或喷雾”的声音。尽管最后两个证据很有说服力，但他们没有提出极光声音如何运作的机制。

1923年，加拿大著名天文学家克拉伦斯·钱特（Clarence Chant）首次试探性地提出这个经久不衰之谜的答案，后来得到了最多支持。他认为，北极光的运动改变了地球的磁场，导致大气电气化，即便是在相当远的距离。

当电气化过程遇到地面物体时，会在离地表更近的地方产生劈啪声，很像静电的声音。这可能发生在观察者的衣服或眼镜上，也可能发生在周围的物体上，包括冷杉树或建筑物的包层。

钱特的理论与许多关于极光声音的报道很好地联系在一起，也被偶尔报道的臭氧气味所支持——据报道，在北极光显示时，臭氧带有类似电火花的金属气味。

不过，钱特的论文在20世纪20年代基本上没有引起人们的注意，直到20世纪70年代，两位极光物理学家重新审视了历史证据，才得到认可。钱特的理论在很大程度上被今天的科学家所接受，不过对于产生声音的机制究竟如何运作仍然存在争议。

可以确定的是，极光确实在极少数情况下能让人耳听到声音。许多人对噼啪声、嗖嗖声和嗡嗡声的描述，代表一种客观的听觉体验，而不是幻觉或想象。

极光可能只在其5%的强烈光线中发出声音（Credit: Lev Fedoseyev/ Getty Images）

如果你想亲自听到北极光，可能得在极地花很长时间，因为这种听觉现象只出现在5%的强烈极光中。它也最常在山顶听到，周围只有几栋建筑，所以不是特别容易实现的体验。

近年来人们一直在探索极光的美学价值，激发音乐创作，并为了与极光电磁信号相互作用找到新方式奠定了基础。

拉脱维亚作曲家Ēriks Ešenvalds在音乐中使用了美国探险家查尔斯·霍尔（Charles Hall）和挪威政治家弗里德托夫·南森（Fridjtof Nansen）的日记节选，两人都声称听到了北极光。他的作品《北极光》（Northern Lights）将这些报告与唯一已知的拉脱维亚民歌交织在一起，这首民歌讲述了极光现象，由男高音独唱。

或者你也可以在家收听北极光的无线电信号。2020年，英国广播公司第三电台的一档节目将极光的极低频无线电录制下来，重新映射到可听频谱上。

虽然这与在雪山顶上亲耳聆听北极光发出的声音不同，但这些声音仍能给人一种令人敬畏的感觉，让人感悟极光的瞬息万变。