среда, 15 января 2014 г.

15 января День поиска пропавшего эха ... эха... эха... эха... (Кален ДАР)

Teawind
Бывает, заберешься на гору, да гаркнешь - громко, так чтобы освободить пару обвалов, или разбудить лавину, дремлющую в своей чаше несколько веков. И вправду, сколько же можно спать? "Ау!" - крикнешь ты, и в ответ прозвучит твое эхо - "У! У! У!" Так ухает полярная сова, или завывает северный ветер, попав в одну из ловушек зимнего леса, которым нет числа. Но бывает и по-другому. Крикнешь - и никто не ответит, не отзовется совиным уханьем или утробным воем. Никто не засмеется в ответ на твой смех и не заплачет над твоим горем. Это бывает часто. И не только в горах. Тогда путь один - взять свой посох, снегоступы, колючую зимнюю шубу, да и пойти искать эхо. Оно часто прячется во дворах...


Александр Кабанель, «Эхо», 1887
Что же такое эхо и как оно появляется? Прежде, чем дать ответ, обратимся к античной древнегреческой мифологии.

Жила-была ореада, или горная нимфа, по имени Эхо (др.-греч. Ἠχώ), «дочь скалистого утеса».

По одной легенде, Эхо была влюблена в лесное божество Пана, и у них была общая дочь — Ямба, в честь которой назван стихотворный размер ямб. Истолкование Эхо как подруги Пана есть у Полиэна. По Феокриту, Эхо — «чадо эфира и голоса», возлюбленная Пана; либо дочь Пана, которая помогла ему победить врагов. По другому из рассказов, нимфу полюбил Пан, но так как она предпочла ему Сатира, то Пан, оскорбленный отказом, вооружил против нее пастухов, которые растерзали нимфу, рассеяв части ее тела по всему свету.

По наиболее известному рассказу, Эхо была нимфой, которую прокляла жена верховного бога греческого пантеона Зевса Гера. Эхо отвлекала Геру, занимая богиню долгими разговорами, в то время когда ревнивая Гера разыскивала своего неверного супруга среди нимф, с которыми тот развлекался (по одной из версий это наказание постигло Эхо за то, что однажды она отвлекла своим разговором самого Зевса). Как бы там ни было за в наказание за чрезмерную болтливость Боги лишили Эхо членораздельной речи. К тому же Эхо не могла начинать разговор первой, и более того, она могла лишь повторять окончания слов, заговорившего с ней. По легенде, Эхо влюбилась в Нарцисса (Наркисса), который остался к ней равнодушен. Не будучи способной говорить с ним, Эхо настолько высохла от неразделенной любви, что в конце концов превратилась... в невидимку, и от неё остался лишь её голос и кости, ставшие камнями. С той поры кто, бывало, ни услышит в лесу отголосок своего «ау!»: у-у-у-у! - говорит: «Это вторит мне бедная Эхо».

Никола Пуссен. "Эхо и Нарцисс" 1629
Никола Пуссен. "Эхо, нимфы и Нарцисс" 1635
По еще одной легенде, всё было с точностью наоборот. Красивая и болтливая нимфа Эхо жила беззаботно и весело до тех пор, пока не встретила Нарцисса, охотившегося в лесу. Первого же взгляда оказалось достаточно, чтобы без памяти влюбиться в юношу, но он не ответил на ее любовь, и горе Эхо было безмерно. Напрасно осыпала она Нарцисса льстивыми речами. В отчаянии от его равнодушия, нимфа уговорила Афродиту (Венеру) наказать его муками неразделенной любви, а потом, грустная и мечтающая о смерти, отправилась бродить по горам, забросив веселую компанию друзей. Постоянно думая о своем горе, она таяла и чахла, и вскоре от нее остался один только мелодичный голос. Боги, недовольные тем, что она не сумела с достоинством пережить отказ Нарцисса, в качестве предупреждения всем импульсивным девицам приговорили ее вечно блуждать в одиночестве по горам и повторять последние звуки слов, долетавших до ее уха. Афродита же не позабыла о прощальной просьбе Эхо и решила наказать заносчивого Нарцисса: тот однажды, после долгой погони за зверем, поспешил к уединенному пруду, чтобы утолить свою жажду, и приняв своё отражение за прекрасную нимфу умер от голода и жажды. Эхо была отомщена, но боги с Олимпа с сочувствием взирали на прекрасное тело мертвого Нарцисса и решили превратить его в цветок, носящий имя юноши. Этот цветок растет по берегам тихих прудов, отражаясь в их чистой воде.

Эхо и Нарцисс. Джон Уильям Уотерхаус. 1903
Гай Хэд "Эхо"
Зинаида Серебрякова, "Нарцисс и нимфа Эхо". 1916-1917
Соломон Иозеф, "Hарцисс и Эхо"
Сьюзан Клайрак, "Эхо и Нарцисс"
Ричард Бакстер, "Эхо и Нарцисс" (2000)
Владимир Паршиков, "Нарцисс и Нимфа"
"Echo and Narcissus" by sorgie
John Anster Fitzgerald. Эхо и Нарцисс
John Anster Fitzgerald. Эхо
John Anster Fitzgerald. Нарцисс
Эхо и Нарцисс. Helen Stratton. 1914.
Benjamin West - Narcissus and Echo (1805)
История несчастной любви Эхо к Нарциссу часто привлекала художников, кто только не изображал эту парочку: Никола Пуссен, Караваджо, З. Серебрякова, Бакстер и многие другие.

Эхо упомянута у Пиндара как посланница к Персефоне. А в трагедии Еврипида «Андромеда» с её участием была построена сцена. Подобные мифы были и у римлян.

Эхо, бессонная нимфа, скиталась по брегу Пенея.
Феб, увидев ее, страстию к ней воспылал.
Нимфа плод понесла восторгов влюбленного бога;
Меж говорливых наяд, мучась, она родила

Милую дочь. Ее прияла сама Мнемозина.
Резвая дева росла в хоре богинь-аонид,
Матери чуткой подобна, послушна памяти строгой,
Музам мила; на земле Рифмой зовется она.

Александр Пушкин

В мифах об Эхо отразились попытки древних объяснить физическое явление эхо, заключающееся в многократном отражении звуковых волн.

Кстати, эхо можно поискать и в космосе. Вернее, небольшой астероид главного пояса, принадлежащий к светлому спектральному классу S, богатому различными силикатными порода, которые и обуславливают его большую яркость. Открыт 14 сентября 1860 года американским астрономом Джеймсом Фергюсоном в Военно-морской обсерватории США в Вашингтоне. Первоначально Фергюсон назвал его Титания, не зная, что это имя уже используется для одного из спутников Урана.

Орбита астероида Эхо и его положение в Солнечной системе
Среднее ускорение свободного падения на экваторе Эхо оценивается в 1,68 см/сек², то есть гравитация здесь в 584 раза слабее, чем на Земле.

В астрологии символ астероида Эхо — перевёрнутый знак Меркурия. Данная планета символизирует точное копирование чужой речи; бессознательное получение информации («слышал звон, но не знает, откуда он»); безличную передачу и подтверждение информации; претензии разума.

'Эхо и нарцисс' Фергус Мулавани. Ирландия.
Международный конкурс-выставку по скульптуре из песка
'Легенды мировой истории'. Коломенское. 2008
Есть легенды про эхо и у других народов.

У англичан считается, что есть особое эхо, которое раздается вблизи замков и является предупреждением мистического персонажа Баньши о чьей-то смерти.

А согласно русским преданиям, некоторые виды эха означают пересмешничество лешего, особенно если это эхо – многоголосое.

В сказках тоже фигурирует эхо. Например, в сюжете, который присутствует в русском, французском, немецком фольклоре, именами его являются Ох и Ах: дровосек утопил топор, охнул, и ему отозвалось эхо, вслед за которым появился великан, предлагавший поочередно золотой, серебряный и железный инструмент. Честный мужик отказался от драгоценных топоров, и они ему были подарены, а сосед, позарившийся на не принадлежащее имущество, оказался в проигрыше.

Но не только в древние времена они возникали. У современных альпинистов есть поверье, что если кричать в горах, то эхом может откликнуться Белая женщина, которая утащит за границы жизни.

А на самом деле эхо в лесу прячется между деревьями; в горах — среди скал; в каком-нибудь большом зале — где-то у стенок.

Как в зеркале мы видим свое отражение, так и и эхо — это отражение, только не предмета, а звука. Звук отражается от любого встретившегося ему на пути препятствия — от деревьев, от скал, от стен, которые для него тоже что-то вроде зеркала.


Стоит где-нибудь в горах крикнуть во все горло: Ура! Звук домчится до ближних и дальних скал, отразится от них, тут же отправится в обратный путь, постепенно замирая. То же самое происходит, к примеру, на пустом стадионе. Что-нибудь выкрикнешь, и этот звук, многократно отразившись от бетонных ступеней трибун, возвратится в виде эха. Но вот что интересно: эхо здесь рождается только тогда, когда пусты трибуны. Если же на них полно болельщиков, никакого эха не получится. Это потому, что звук тогда не отразится — люди, их одежда просто напросто поглотят звук. Точно так и в просторной комнате. Пусто в комнате — звук без конца мечется между стенами, и рождается гул — это «порхающее» от стены к стене эхо. А приехали новоселы, поставили в комнате мебель, разложили по полкам книги, повесили ковер — все эти вещи звук мигом поглотили, как губка воду, и никакого гула — эха не стало.

Кстати, облака тоже отражают звук и создают эхо. Когда мы слышим раскаты грома, это свидетельствует о том, что звук грома многократно отражается от облаков.

Прежде всего, он купил эхо в штате Джорджия, которое повторяло четыре раза, потом шестикратное в Мериленде, затем 13-кратное в Мэне. Следующей покупкой было 9-кратное эхо в Канзасе, дальнейшей - 12-кратное в Теннеси, дешево приобретенное, потому, что нуждалось в ремонте: часть утеса обвалилась.
Марк Твен «Коллекционер эха»

Эхо - не бесполезная вещь. Первое практическое применение эху нашли индейцы племени майя. Около 700 года в Чичен-Ице ими была построена пирамида Кукулкана, узкие ступени особой формы которой укорачивают звуковые волны, накладывая их друг на друга. Поэтому, если на нижней ее ступени начать хлопать в ладоши, то сверху слышатся звуки, похожие на хлопки крыльев священной птицы майя. Позже эффект эха люди довольно часто использовали с разными целями: для устрашения, для забавы и даже для приведения верующих в священный трепет.

Дворец Сан-Суси в Потсдаме. Германия
"Прекрасное Эхо, чрезвычайно отчетливо и громко повторяющее произносимые слова, получается между прочим в длинном гроте, находящемся в гатчинском дворцовом саду. Обычное явление Э. представляет среди швейцарских и других гор. Нередки и многократные Э., вызываемые несколькими последовательными отражениями звуковых волн. Так, в Потсдаме, близ Берлина, в одной из зал дворца Сансуси, громкое однократное хлопанье в ладони производит впечатление продолжительного залпа ружейной пальбы. Особенно замечательно Эхо во дворце Симонетта возле Милана; выстрел, произведенный из окна главного здания, повторяется до 50 раз, вследствие отражения звука от различных пристроек дворца. Частный случай Эхо составляет сосредоточение звука посредством отражения его от вогнутых кривых поверхностей. Так, если источник звука помещен в одном из двух фокусов эллипсоидального свода, то звуковые волны собираются в другом его фокусе. Таким образом объясняется напр. знаменитое ухо Диониca в Сиракузах-грот или углубление в стене, из которого каждое слово, произнесенное заключенными в нем, могло быть услышано в некотором удаленном от него месте. Подобным акустическим свойством обладала одна церковь в Сицилии, где в известном месте можно было слышать произносимые шепотом слова в исповедальне. Известны также в этом отношении храм мормонов у Соленого озера в Америке и гроты в монастырском парке Олива около Данцига." (Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона)

В качестве рекордов можно отметить приведенные Я. И. Перельманом замок Вудсток (17-сложное эхо), развалины замка Деренбург (27 слогов) и некий разрушенный замок возле Милана, повторявший выстрел 40-50 раз, а громкое слово — около 30.

средства звукового наблюдения времен Первой мировой войны
Поскольку звуковые волны в воздушной среде обладают постоянной скоростью распространения (около 340 метров в секунду), время, необходимое звуку для возвращения, может служить источником данных об удалении предмета. Чтобы определить расстояние до предмета в метрах, необходимо засечь время в секундах до возвращения эха, разделить его на два (звук проходит расстояние до предмета и обратно) и умножить на 340 — получим примерное расстояние в метрах. На этом принципе основана эхолокация, применяемая, в основном, для определения положения объекта с помощью времени задержки возвращений отражённой волны.


Открытие эхолокации связано с именем итальянского естествоиспытателя Ладзаро Спалланцани. Еще в XVIII веке, он обратил внимание на то, что летучие мыши свободно летают в абсолютно тёмной комнате (где оказываются беспомощными даже совы), не задевая предметов. В своём опыте он ослепил несколько животных, однако и после этого они летали наравне со зрячими. Коллега Спалланцани Ж. Жюрин провёл другой опыт, в котором залепил воском уши летучих мышей, — и зверьки натыкались на все предметы. Отсюда учёные сделали вывод, что летучие мыши ориентируются по слуху. Однако эта идея была высмеяна современниками, поскольку ничего большего сказать было нельзя — короткие ультразвуковые сигналы в то время ещё было невозможно зафиксировать.

Впервые идея об активной звуковой локации у летучих мышей была высказана в 1912 году Х. Максимом. Он предполагал, что летучие мыши создают низкочастотные эхолокационные сигналы взмахами крыльев с частотой 15 Гц. Об ультразвуке догадался в 1920 году англичанин Х. Хартридж, воспроизводивший опыты Спалланцани. Подтверждение этому нашлось в 1938 году благодаря биоакустику Д. Гриффину и физику Г. Пирсу. Гриффин предложил название эхолокация (по аналогии с радиолокацией) для именования способа ориентации летучих мышей при помощи ультразвука.

Кроме летучих мышей эхолокацию используют дельфины, землеройки, ряд видов ластоногих (тюлени), птиц (гуахаро, саланганы и др.), а так же ночные бабочки совки.


Ультразвуковой прибор эхолот устанавливается в кораблях и подводных лодках и создает визуальную картину окружающих препятствий и барьеров. И по сей день эхолоты - надёжные и неизменные спутники, обеспечивающие безопасность команды и пассажиров на воде и под водой. Современные эхолоты настолько точны, что позволяют не только измерять глубину, но производить поиск рыбы, узнать размеры рыб, расстояние до рыбы и глубину расположения косяка или отдельной особи. Вот например современный эхолот HUMMINBIRD 580.

В начале ХХ века, когда радиоэфир был девственно чист, пионеры радиосвязи столкнулись со странным явлением. Они регистрировали эхо своих радиосигналов, приходящие с задержкой от трёх секунд, до нескольких десятков секунд. Этот особый вид эха, названный Мировым эхом (LDE, англ. Long delayed echo), был впервые зарегистрирован в 1927 г. скандинавским радиоинженером Jorgen Hals, который около года скрывал наличие такого труднообъяснимого эффекта.

Впоследствии эффект LDE был исследован многими радиоинженерамии и радиолюбителями во всём мире, в том числе действующими учёными. Были созданы немногочисленные радиоэкспедиции, которые документально зафиксировали наличие и объективное существование интересного явления.

Есть у явления необъяснимая особенность - мощность эха превышала треть мощности сигнала, что не соответствовало ожидаемой мощности при естественном отражении от объекта, находящегося на таком расстоянии. Ещё одна особенность LDE отмечена Л.В.Ксанфомалити: они неизменно появлялись при освоении каждого нового диапазона радиоволн; в дальнейшем частота их появления в этом диапазоне постепенно падала. Известны случаи, когда во вторую мировую войну военные радисты регистрировали повторные сообщения, хотя документально подтверждено, что это не было ошибкой передающих радистов.

Наиболее популярная теория утверждает, что радиосигналы оказываются в ловушке между двумя слоями ионосферы, и многократно отражаясь, огибают Землю несколько раз до тех пор, пока наконец не находят выход через нижний слой. Согласно гипотезе Ф. Кроуфорда, в ионосфере, при определенных условиях, происходит преобразование электромагнитных волн в плазменные колебания. Двигаясь по силовым линиям геомагнитного поля, плазменные волны, в конце концов, разрушаются и освобождают «вмороженную» в них электромагнитную волну, которая и наблюдается в виде LDE. Однако этот чрезвычайно сложный механизм не может объяснить всех особенностей феномена.

Также есть мнение, что большие задержки в приеме эхо связаны с тем, что радиосигналы многократно отражаются сначала от Луны, потом от Земли, потом снова от Луны и т. д.

Есть данные, указывающие на связь LDE с точками Лагранжа в системе Земля-Луна: время наблюдения LDE коррелирует с временем прохождения точек Лагранжа через меридиан. Можно было бы предположить, что эхо возникает при отражении радиоволн от скопления метеорных тел в окрестностях точек Лагранжа. Однако переменность времени запаздывания и отсутствие изменений интенсивности с изменением времени запаздывания исключает такое объяснение.

В 1973 г. Д.Лунен предположил, что LDE свидетельствует о присутствии инозвездного зонда, находящегося в Солнечной системе. В своё время Брэйсуэлл и Дайсон предложили идею, по которой высокоразвитая цивилизация может отправлять к звёздам с планетными системами зонды, задачей которых является установление контакта с аборигенной цивилизацией, если таковая будет обнаружена. Такой способ Контакта имеет ряд преимуществ перед прямой радиосвязью между звёздами. В таком случае LDE это не эхо в буквальном смысле, а проявление активности такого зонда-ретранлятора, который переизлучает обратно на Землю полученные радиосигналы и в задержку сигнала вкладывает некую полезную информацию.В пользу этой теории приводятся факты о том, что мощность эхо-сигнала больше, чем была бы при простом отражении от некоего препятствия, а также то, что при больших задержках мощность эхо-сигнала такая же, как при малых задержках. Считается, что инопланетный зонд (если таковой есть или мог бы быть) должен находиться в так называемых точках Лагранжа, между Землёй и Луной, когда их силы притяжения взаимно нейтрализуются. Теоретически, находясь в этих точках, зонд мог бы бесконечно долго «висеть» между Землёй и Луной. Всего точек Лагранжа может быть пять: L1, L2, L3, L4, L5. С помощью оптических средств наблюдения, а также радаров, ни в одной из этих точек инопланетный зонд не был обнаружен. Многие исследователи LDE скептически относятся к теории «установления контакта» инопланетным зондом, обосновывая это тем, что контакт можно было бы устроить гораздо проще, чем перехватом земных радиосигналов и посылкой их обратно.

Так что, либо в точках Лагранжа нет никакого зонда (и он на Луне), либо структура/конструкция этого зонда не соответствует нашим техническим представлениям, либо Кроуфорд был близок к истине, либо...

Альтернативная гипотеза, выдвинутая Дунканом Луненом в 1920-х, утверждает, что эхо порождает инопланетный зонд, который таким способом пытается установить контакт.

Также существует теория, согласно которой радиоволны отражаются от плазменного облака (облаков), находящегося в космическом пространстве на некотором удалении от Земли.

Ещё одной особенностью «эха длинной задержки» (LDE) является то, что при его возвращении радиосигнал практически не претерпевает спектральных искажений (что невозможно в случае отражения от облака плазмы). Это свойство LDE оставляет вопрос происхождения феномена открытым.

Эхо, используется и в музыке, как композиционный и исполнительский приём, основанный на повторении музыкальной фразы с меньшей силой звучности теми же или другими голосами, инструментами. Применяется главным образом в хоровой, оперной, оркестровой, камерной инструментальной музыке. На основе использования приёма эхо иногда создаются целые музыкальные пьесы, например "Эхо" О. Лассо для хора и пьеса того же названия из "Французской увертюры" для клавесина И. С. Баха. Эхом называется также один из регистров органа.

Впрочем, эхо является существенной помехой для аудиозаписи. Поэтому стены комнат, в которых проходит запись песен, радиорепортажей, а также начитка текстов телерепортажей, обычно оборудуются звукогасящими экранами из мягких или ребристых материалов, поглощающих звук. Принцип их работы в том, что звуковая волна, попадая на такую поверхность, не отражается обратно, затухает внутри за счёт вязкого трения газа. Этому особенно способствуют пористые поверхности выполненные в виде пирамид, так как даже отражённые волны переизлучаются вглубь впадины между пирамидами и дополнительно ослабляются при каждом последующем отражении.

звезда южного полушария RS Кормы (RS Puppis),
окутанная отражательной пылевой туманностью.
Космический телескоп Хаббл.
Также существует и световое эхо — феномен, наблюдаемый в астрономии. По аналогии со звуковым эхо, световое эхо возникает при внезапной вспышке света, например, при вспышках новых, когда свет отражается от объектов вне источника и прибывает к наблюдателю через некоторое время после первоначальной вспышки. Из-за особенностей геометрии явления, световое эхо может порождать иллюзию, что свет приходит к наблюдателю со сверхсветовой скоростью.

Комментариев нет :

Отправить комментарий