Âm thanh lớn nhất từng được ghi nhận là gì?

Các buổi biểu diễn ca nhạc trực tiếp, pháo hoa hay đám đông huyên náo trên sân vận động có thể đạt đến mức âm lượng cao nguy hiểm, đủ để gây mất thính lực vĩnh viễn. Tuy nhiên, âm thanh lớn nhất từng được ghi lại trên Trái Đất là gì vẫn là một câu hỏi có nhiều cách giải thích.

Câu trả lời phụ thuộc vào việc bạn coi âm thanh là gì và liệu bạn có tính cả các báo cáo lịch sử cũ hay chỉ tin tưởng vào các phép đo được thực hiện bằng các thiết bị khoa học hiện đại. Vụ phun trào năm 1883 của Krakatau, một hòn đảo núi lửa ở Indonesia, thường được coi là âm thanh lớn nhất trong lịch sử.

Người ta đã nghe thấy tiếng nổ từ khoảng cách hơn 3.000 km và các thiết bị đo áp suất trên khắp thế giới đã ghi lại được sóng áp suất của nó. Ở khoảng cách 160 km, vụ phun trào đạt mức ước tính 170 decibel, đủ để gây tổn thương thính giác vĩnh viễn. Các thủy thủ báo cáo rằng ở khoảng cách 64 km, tiếng nổ mạnh đến mức làm thủng màng nhĩ của họ.

Thông thường, con người có thể chịu đựng được âm thanh lên đến khoảng 140 decibel, vượt qua mức này âm thanh trở nên đau đớn và không thể chịu nổi. Theo Viện Y tế Quốc gia, tổn thương thính giác có thể xảy ra sau khi nghe mức 85 decibel trong vài giờ, 100 decibel trong 14 phút hoặc 110 decibel trong 2 phút. Để so sánh, một chiếc máy hút bụi ở mức khoảng 75 decibel, máy cưa xích khoảng 110 decibel và động cơ phản lực xấp xỉ 140 decibel.

Các ước tính hiện đại cho thấy tiếng nổ Krakatau đạt khoảng 310 decibel. Ở mức độ này, sóng âm không còn hoạt động như âm thanh bình thường vốn làm các hạt rung động và tạo ra các vùng nén và giãn. Thay vào đó, ở mức khoảng 194 decibel, chúng biến thành sóng xung kích, là những mặt áp suất mạnh mẽ được tạo ra khi một thứ gì đó di chuyển nhanh hơn tốc độ âm thanh. Sóng xung kích của Krakatau mạnh đến mức nó đã đi vòng quanh hành tinh 7 lần.

Tuy nhiên, Michael Vorländer, giáo sư và người đứng đầu Viện Công nghệ Thính giác và Âm học tại Đại học RWTH Aachen ở Đức, cho biết chúng ta không thực sự biết vụ phun trào Krakatau lớn đến mức nào tại nguồn vì không có ai ở đủ gần để đo đạc.

Những giả định về sự lan truyền âm thanh đều cực kỳ không chắc chắn. Một ứng cử viên khác cho âm thanh lớn nhất là vụ nổ thiên thạch Tunguska năm 1908 trên bầu trời Siberia, nơi đã san phẳng cây cối trên hàng trăm dặm vuông và gửi sóng áp suất đi khắp thế giới. Vụ nổ Tunguska có độ lớn xấp xỉ tiếng nổ Krakatau, ở khoảng 300 đến 315 decibel, nhưng cũng giống như Krakatau, nó chỉ được ghi lại bởi các thiết bị ở rất xa.

Âm thanh lớn nhất trong kỷ nguyên hiện đại

Nếu giới hạn câu hỏi trong kỷ nguyên hiện đại, khi các nhà khoa học đã có mạng lưới toàn cầu gồm các cảm biến hạ âm, thì một sự kiện gần đây hơn nhiều đã giành giải quán quân. Giáo sư David Fee từ Viện Vật lý Địa cầu thuộc Đại học Alaska Fairbanks tin rằng âm thanh lớn nhất từng được ghi lại là vụ phun trào tháng 1 năm 2022 của núi lửa Hunga Tonga-Hunga Ha’apai. Vụ phun trào núi lửa khổng lồ này đã tạo ra một sóng âm đi xuyên qua toàn cầu nhiều lần và được con người ở cách xa hàng ngàn dặm nghe thấy, bao gồm cả ở Alaska và Trung Âu.

Milton Garces, giám đốc Phòng thí nghiệm Hạ âm tại Đại học Hawaii, cũng đồng ý với quan điểm này. Ông khẳng định rằng nếu xét trong kỷ nguyên kỹ thuật số hiện đại, thì chắc chắn âm thanh lớn nhất đến từ Tonga năm 2022.

Một trong những trạm khoa học gần nhất với vụ phun trào dưới nước nằm tại Nukua’lofa, cách đó khoảng 68 km, đã ghi nhận mức tăng áp suất khoảng 1.800 pascal. Nếu quy đổi con số đó thành mức decibel thông thường ở khoảng cách 1 mét từ nguồn, bạn sẽ nhận được khoảng 256 decibel.

Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng việc quy đổi như vậy không hoàn toàn khoa học vì đây không phải là sóng âm bình thường. Gần nguồn tin, nó hoạt động giống như luồng không khí chuyển động nhanh bị đẩy ra ngoài bởi vụ nổ. Tiếng nổ Tonga đơn giản là quá lớn để có thể nằm trong thang đo decibel thông thường.

Âm thanh do con người tạo ra

Điều kỳ lạ là sóng áp suất mạnh nhất trong lịch sử gần đây phần lớn con người không thể nghe thấy vì nó nằm ngoài phạm vi thính giác của chúng ta. Các nhà khoa học đã cố gắng tạo ra những sóng áp suất khổng lồ trong phòng thí nghiệm. Trong một thí nghiệm, các nhà nghiên cứu đã sử dụng tia laser X-quang để bắn vào một tia nước siêu nhỏ, tạo ra sóng áp suất ước tính khoảng 270 decibel. Con số này thậm chí còn lớn hơn cả vụ phóng tên lửa Saturn V đưa các phi hành gia Apollo lên mặt trăng, vốn được ước tính ở mức khoảng 203 decibel.

Tuy nhiên, thí nghiệm laser được thực hiện bên trong buồng chân không, nên sóng áp suất 270 decibel đó hoàn toàn im lặng. Sóng âm cần một môi trường như không khí, nước hoặc vật chất rắn để truyền đi. Áp suất trong buồng chân không có phần giống như áp suất trong không gian, một siêu tân tinh có thể tạo ra áp suất bức xạ khổng lồ nhưng nó không phát ra thứ mà chúng ta gọi là âm thanh. Do đó, đối với sóng giống âm thanh mạnh nhất được ghi lại trong kỷ nguyên hiện đại, vụ phun trào Tonga năm 2022 chính là nhà vô địch.

Nguồn: Live Science