在太空行走时，如果您拨动吉他的琴弦，您当然听不到任何声音——声波无法在接近真空的太空中传播。然而，尽管宇宙“虚空”对我们的耳朵来说是无声的，但实际上却是由呼啸而过的粒子和光波组成的嘈杂声。当原子核和辐射撞击科学仪器时，实际上可以将其解释为太空的“声音”。我们可以倾听宇宙隐藏的旋律。
这是因为探测到的粒子的序列或强度可以转换为我们人类听力范围内的振动。长期以来，科学家们一直以这种方式将无声数据转换为可听信息——例如，心率监测器的“哔...哔...哔”声。
深空奏鸣曲：将宇宙中记录到的最强烈的爆炸之一——伽马射线暴 GRB 080916C——转换为可听见的声音。播放音符的数量代表费米伽马射线太空望远镜接收到的伽马射线数量。伴随的声音对应于射线从爆发本身发出的概率，最低概率的射线由竖琴演奏，中等概率的射线由大提琴演奏，最高概率的射线由钢琴演奏。
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许多类型的天文数据都接受了这种“声音化”处理，从太阳风粒子从我们的太阳流出到伽马射线在数十亿光年范围内爆炸。这些可听见的转换有助于公众宣传，并使视障人士能够体验宇宙的进程。
但事实证明，聆听数据也可以开辟新的科学前沿。这要归功于人类解析声音以获取模式和意义的非凡能力。“听觉系统是我们所知的最好的模式识别设备，”佐治亚理工学院声音化实验室心理学教授兼主任布鲁斯·沃克说。“如果您正在查看数据集并试图了解正在发生的事情，那么听它的声音通常比看屏幕或打印版本更容易、更有效。”
2012 年发表在《天体物理学杂志》上的一篇论文依赖于这种方法。这项发现——太阳喷射出的不同形式的带电碳原子可以揭示太阳大气温度的差异——源于对可听化数据的调谐。“我当时在听一些原始太阳数据，我听到了这种潜在的嗡嗡声，”论文合著者罗伯特·亚历山大说，他是一位声音化专家，在密歇根大学太阳和太阳层研究小组工作。
阳光颂歌：亚历山大注意到潜在“嗡嗡声”时正在收听的音频。声音文件对应于美国宇航局高级成分探测器航天器上的光谱仪记录的 1998 年至 2010 年太阳风中带电原子（包括碳）的可听化数据。旋转太阳的图像来自美国宇航局太阳动力学天文台航天器。图片来源：Robert Alexander/NASA/密歇根大学太阳和太阳层研究小组
嗡嗡声的频率为 137.5 赫兹，对应于压缩数据集中的大约 27 天周期。这正是太阳完成一次自转所需的时间。持续时间暗示了与表面或大气特征的联系，例如周期性地带回地球表面的某个区域喷射出特定类型的太阳风。“这让我意识到这些数据可能很重要，”亚历山大说。碳离子比率被证明是太阳风是“快速”还是“慢速”两种类型之一的可靠指标。反过来，这说明了太阳大气中风源区域的温度。
美国宇航局注意到了这项创新成果，授予亚历山大奖学金，以进一步探索声音化应用，并且新的论文正在待审。“这项技术可以应用于极其广泛的数据，”亚历山大说。“如果您将音乐视为‘通用语言’，那么您可以将音频视为科学探究的通用平台。您可以从任意数量的不同来源获取数据，将其转换为音频文件，然后按‘播放’。”
在其历史上，太空声音化已经产生了许多其他新颖的见解。早在第一次世界大战期间，原始无线电设备就接收到了一种被称为“啸声”的现象。几十年后，这些怪异的信号与闪电有关。闪电会在地球周围的电离气体或等离子体汤中引发电磁波。在此过程中产生的高频在这种环境中传播得更快，比低频声音更早到达接收器——因此，产生类似啸声的效果。解释啸声的工作原理有助于推进对地球辐射带中等离子体物理学的理解。
来自太空的声音：“啸声”，一种来自闪电的无线电辐射，它沿着太空中的磁力线传播，并从地球的另一半球反射回地面接收器。图片来源：NASA/Donald Gurnett/爱荷华大学
随着卫星开始在太空飞行，它们的数据产生了其他神秘但最终具有启发性的噪音。例如，旅行者 1 号航天器上的仪器探测到木星上的啸声，首次间接证明了木星闪电的存在。旅行者 1 号还捕捉到了当它遇到木星前方的所谓弓形激波时发出的“声音”，类似于音爆。弓形激波是巨行星磁场阻碍超音速太阳风时形成的激波，类似于移动船只前方弯曲的水流。
木星音符：旅行者 1 号的等离子波仪器在航天器穿过木星磁层边缘的弓形激波时捕获的声音化。图片来源：NASA/Donald Gurnett/爱荷华大学
爱荷华大学的物理学家、旅行者 1 号等离子波仪器的首席研究员唐·古尔内特一直保留着他发现的那些有趣的录音。“自从太空时代曙光以来，也就是自 1962 年以来，我一直在收集这些东西，”古尔内特说。“我在办公室的书架上放着一纸箱盒式磁带。”（大多数示例已发布在 http://www-pw.physics.uiowa.edu/space-audio/sounds/ 上。）
其他研究人员也采用了类似的数据，并对其进行了数字改造，将其转化为虚拟乐器演奏的声音。新罕布什尔大学的声音化研究员马蒂·奎因表示，这些作品可以以超越文字和图像的方式吸引公众。
奎因自 20 世纪 90 年代初以来一直在创作声音化作品，项目范围从火星极地冰盖到太阳系边缘的能量带。他的最新成果：CRaTER Live，一个流媒体互联网广播电台，基于撞击月球勘测轨道飞行器宇宙射线望远镜辐射效应 (CRaTER) 仪器的粒子。自发创作中的调、音高和某些乐器（例如，钢琴、钢鼓和吉他）的选择反映了轰击太空探测器的辐射强度。
直播月球“音乐”：月球勘测轨道飞行器上的科学装置记录了太阳喷射出的辐射，因为它淹没了月球附近。辐射强度被转换为乐器声音。图片来源：UNH CRaTER 太空科学团队。
学校教师告诉奎因，学生们非常喜欢听他的作品。他说，当我们加入听觉元素时，认知能力会得到增强。“我觉得我已经增强了我的感知力，”奎因说。“与其仅仅看图表或可视化，我可以通过将数据听成音乐来学到更多……而且听音乐是我们喜欢做的事情。”