Il se passe quoi à plusieurs milliers de decibels?

[ceroxon]

Bonjour. Il y'a quelquechose que j'aimerai comprendre a propos du son.

Au début, je pensais que au pire, si ça montait trop haut on devenait sourd. En fait plus ça monte, plus la matière vibre, puisque le son est une vibration. A 200 décibels si j'ai bien suivi, le son peut devenir mortel car la vibration est suffisante pour faire éclater les veines du cerveau. A 240 ça pourrait faire exploser la tête de quelqu'un.
J'aimerai savoir ce qui arriverait disons à une barre d'acier si on monte le son suffisamment haut. Quels sont les limites du concept. Ca peut séparer les molécules? Casser les atomes? Toutes les infos que j'ai trouvé parlent jusqu'a 240 décibels. Oui mais.... Après?

Merci d'avance.
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[penthode]

on a des observations jusqu'à 273 dB

https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89...akatoa_en_1883

[obi76]

En gros vers 300/350 db, on doit pas être loin de la supernova...alors un millier... Le Bigbang peut être ?

On pourra raisonnablement dire que votre barre en acier sera pulvérisée

[Pio2001]

273 dB si la totalité de l'explosion avait été contenue dans une sphère de 1 mètre de rayon. Or on parle de 10 à 20 kilomètres cubes de matière éjectée.

Prenons 15 km3. La racine cubique nous donne 2.5 km. Mettons que le phénomène se soit produit dans une sphère de 1 km de rayon.

Pour convertir le niveau sonore à 1 mètre en niveau sonore à 1 km, on divise par le carré de 1000 et on convertit en décibels. Le niveau mentionné dans le lien est 276 dB (et non 273). On retranche 60 dB, cela donne 216 dB, qui est probablement le niveau sonore réel au niveau du volcan.

Pour savoir ce qui se passe au-delà, il faut regarder du côté de la compression adiabatique d'un gaz. Ici l'atmosphère, composée d'azote et d'oxygène.
La fusion nucléaire de l'azote et de l'oxygène est difficile à initier, mais si on augmente indéfiniment le niveau, elle finira par avoir lieu, ce qui provoquera une explosion en retour.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Ikhar84]

Au début, je pensais que au pire, si ça montait trop haut on devenait sourd. En fait plus ça monte, plus la matière vibre, puisque le son est une vibration.

La première question qui aurait due être posée est :

Qu'est ce qu'un son ?

Quels sont les limites du concept. Ca peut séparer les molécules? Casser les atomes? Toutes les infos que j'ai trouvé parlent jusqu'a 240 décibels. Oui mais.... Après?

Les questions suivantes poseront sur ce que sont :

Un niveau sonore ?
Une fréquence sonore ?
Comment se fait la mesure du niveau sonore ?

Et là se posera enfin la question des effets du son en fonction de la fréquence ou du niveau émis à une certaine distance ?

[ceroxon]

Ca c'est une explosion volcanique qui a produit un son de 173 decibel (et non pas 273). Ca parle d'une explosion qui a provoqué un son, ca en dit pas ce qu'un son de 1000 decibel sortant d'une enceinte ferait à de la matière juste à côté (pour les besoin de la question, nous admettrons que l'enceinte elle même est suffisemment résistante).

[pm42]

ca en dit pas ce qu'un son de 1000 decibel sortant d'une enceinte ferait à de la matière juste à côté

obi76 a donné la réponse. Vu que le décibel est logarithmique, tu dis "on supposera que l'enceinte est capable d'émettre toute l'énergie de l'Univers et que fait elle à la matière à coté".
Il faudrait au moins prendre des valeurs qui aient du sens pour que la réponse puisse en avoir aussi. Parce que dans l'atmosphère, on ne peut pas dépasser environ 194 db :
https://www.zmescience.com/science/t...kinds-history/
https://www.science-et-vie.com/quest...possible-48534
https://forums.futura-sciences.com/p...-a-191-db.html

[ceroxon]

Donc si je comprends bien, passé 194 décibels il ne s'agit plus d'une onde sonore mais plutôt d'une explosion physique. On ne peut pas savori ce qui se passerait à 1000 decibel tout simplement parceque ça ne peut pas exister en soi. Comme ça n'a pas de sens de demander ce qu'il y'a en dessous du 0 absolu.

[jiherve]

bonsoir
comment ces décibels ont ils été mesurés à l’époque?
JR

[Pio2001]

Donc si je comprends bien, passé 194 décibels il ne s'agit plus d'une onde sonore mais plutôt d'une explosion physique. On ne peut pas savori ce qui se passerait à 1000 decibel tout simplement parceque ça ne peut pas exister en soi. Comme ça n'a pas de sens de demander ce qu'il y'a en dessous du 0 absolu.

Alors pour 1000 décibels exactement, on peut faire le calcul.

Sachant que 0 dB correspond à 1 pW / m2, et qu'à chaque fois qu'on ajoute 10 décibels, on multiplie la puissance par 10, on a 1 W / m2 à 120 décibels.
Il faut ajouter 880 décibels pour arriver à 1000.
A 1000 décibels, la puissance acoustique est donc de 10^88 W / m2 (10 suivi de 88 zéros).

L'énergie étant équivalente à de la masse, l'énergie acoustique présente dans un rayon de 1 mètre autour de l'enceinte serait contenue dans son rayon de Schwarzschild, formant ainsi instantanément un trou noir.

[ceroxon]

Bien voilà une vraie réponse. Merci sincèrement.

[pm42]

Bien voilà une vraie réponse. Merci sincèrement.

Non, la réponse dit la même chose que plus haut : qu'on n'est pas dans un cas possible physiquement d'autant plus qu'elle ignore pour les besoins de la démonstration qu'on ne peut pas générer une énergie acoustique de ce niveau.

[Pio2001]

Repondre de façon sérieuse à une question fantaisiste est un exercice difficile. XKCD (Randall Munroe) a montré que c'était possible dans ses livres "Et si...?" et "Et comment...?".

La réponse est intéressante à condition de faire intervenir au passage des principes physiques. Ici, l'équivalence entre puissance en Watts par mètre carrés et décibels acoustiques, l'équivalence masse - énergie, et le rayon de Schwarzschild.

Pour que la réponse soit valable, il faut réfléchir aux limites physiques. Passé un certain niveau de puissance, ce n'est évidemment plus une onde acoustique, c'est une onde de choc.
Mais on peut très bien mesurer la puisance d'une onde de choc en décibels. La pression de l'air n'oscille plus autour d'une valeur moyenne, elle est uniquement comprimée, comme dans le cas d'une explosion atomique, ou de l'éruption du volcan dont on a parlé plus haut.

On considère donc des molécules d'oxygène et d'azote soumises à une compression de plus en plus grande. Il va y avoir un changement lorsque la pression est suffisante pour amorcer la fusion nucléaire des noyaux d'oxygène et d'azote.
On n'aura alors plus affaire à une onde de choc acoustique, mais à une explosion nucléaire.

Ensuite, un second changement aura lieu lorsque le pression sera suffisante pour vaincre la pression de dégénérescence des neutrons, comme dans une étoile à neutrons.
On ignore ce qui se passe pour des pressions plus élevées.

Quoi qu'il en soit, la question posée parle de 1000 décibels. Je me borne donc à supposer que ces décibels représentent des watts par mètre carré, quelle que soit la nature du phénomène physique en jeu.

Le trou noir est inévitable à condition, primo, que l'énergie ne soit pas instantanément dispersée dans un très grand volume, et secundo, que notre "haut-parleur" imaginaire soit silencieux au temps t et se mette en route au temps t+1, de sorte qu'on ait bien une grande densité d'énergie dans un petit volume.

J'ai négligé la possibilité que l'énergie se disperse très vite et très loin, en confondant abusivement puissance (10^88 watts / mètre carré) et énergie (E = mc2, et non pas P = mc2). On doit pouvoir combler ce manque dans la démonstration en s'appuyant sur le fait que notre onde de choc ne peut pas se déplacer plus vite que la lumière, et doit donc à un instant donné être contenue dans son rayon de Schwarzshchild.

Le plus gros point faible de ma réponse, à mon avis, est que l'énergie se conserve. Or pour amener cette énergie au haut-parleur, il a fallu l'acheminer par un câble, qui aurait donc dû devenir lui-même un trou noir avant que l'énergie n'arrive au haut-parleur. Comment acheminer une telle quantité d'énergie à notre haut-parleur sans créer de trou noir ?

Une solution est d'alimenter le haut-parleur par toute une série de câbles (ou quelque moyen imaginaire permettant de transporter de l'énergie, un câble réel étant vaporisé à des puissances bien plus faibles) disposés en étoile autour de lui. Le trou noir se formera lorsque l'énergie aura suffisamment convergé dans un volume assez petit.


On peut se poser plein de questions amusantes : si les câbles étaient supraconducteurs, quelle serait la limite à la densité d'énergie qu'ils pourraient transporter ? Comment cette limite se manifesterait-elle ?

Si on peut aisément concevoir que la centrale d'énergie qui alimente les câbles convertit l'énergie thermique en énergie électrique, et que l'enceinte convertit l'énergie électrique en énergie acoustique, si les câbles sont supraconducteurs, quelle est la nature de l'énergie contenue dans les câbles ? Un câble (ou mettons, pour simplifier le problème, un faisceau d'électrons dans le vide) peut-il se transformer en trou noir du simple fait de l'énergie cinétique des électrons qui s'y déplacent ?
Cela paraît étrange, car tout déplacement est relatif : si je croise un faisceau d'électrons en mouvement rectiligne uniforme dans le vide de telle sorte que son énergie cinétique m'apparaît suffisante pour créer un trou noir, et réciproquement du point de vue des électrons pour mon énergie cinétique à moi, lequel de nous deux se transforme en trou noir ? Les deux ? Aucun des deux ?

[mach3]

Un câble (ou mettons, pour simplifier le problème, un faisceau d'électrons dans le vide) peut-il se transformer en trou noir du simple fait de l'énergie cinétique des électrons qui s'y déplacent ?
Cela paraît étrange, car tout déplacement est relatif : si je croise un faisceau d'électrons en mouvement rectiligne uniforme dans le vide de telle sorte que son énergie cinétique m'apparaît suffisante pour créer un trou noir, et réciproquement du point de vue des électrons pour mon énergie cinétique à moi, lequel de nous deux se transforme en trou noir ? Les deux ? Aucun des deux ?

Un fil qui conduit un courant possède une masse plus élevée, il suffit de sommer les 4-impulsions. Mais l'énergie est plutôt transférée par le champ électromagnétique qui entoure le fil (voir des notions comme le vecteur de Poynting et le tenseur énergie-impulsion du champ électromagnétique)

D'une manière plus générale, la divergence nulle du tenseur énergie-impulsion permet de rendre compte de cela.

D'un autre point de vue (discuté il me semble, chercher à Christoff Schiller), on peut exhiber une force et une puissance maximale (c^5/4G) en RG. Si la puissance traversant une surface fermée dépasse cette valeur, on aurait la formation d'un horizon.

m@ch3