¿Cómo se escucharía nuestra voz en Marte?

Imagínate que pudieras ir a pasar la tarde a Marte, que pudieras respirar su atmósfera sin peligro y después de un picnic decidieras descansar un poco, poner algo de música o charlar con tus amigos, y… espera un momento, ¿cómo sonaría tu voz? ¿Se escucharían los sonidos en Marte igual que en la Tierra? Y si no, ¿cómo sería la diferencia?

Hoy desvelaremos este misterio, así que si te interesa conocer la respuesta, ¡sigue leyendo!

Antes de abordar temas un tanto más complicados empecemos por lo más básico:

¿Qué es el sonido?

Empecemos por aclarar cómo funciona esto del sonido. El sonido, como bien sabrás, es una onda, y dentro de esta clasificación se cataloga como una onda mecánica. Esto quiere decir que se propaga a través de un medio como podría ser el aire o el agua (aunque no exclusivamente). 

¿Y cómo se lleva a cabo esa propagación? Pues la onda, que podríamos definir como “perturbación”, altera el estado de las moléculas del medio en el que se encuentra –y por el que se propaga- y como las moléculas están conectadas entre sí esta perturbación se irá transmitiendo de unas a otras.

Podemos ver este efecto en esta animación: 

(Fuente)

Sabiendo esto, podemos deducir que cuanto mayor sea la densidad del medio, más facilidad tendrá esa onda para propagarse y viceversa: a menor densidad, mayor dificultad para propagarse y por tanto la onda irá perdiéndose a medida que se propaga y desaparecerá con más facilidad.

Lo que nos lleva al siguiente punto:

¿De qué depende la velocidad del sonido?

La densidad del medio no es el único factor que influye en su propagación, de hecho también depende de la temperatura a la que se encuentre el medio (el movimiento (=calor) de las partículas del medio influye en la propagación de la onda, de modo que a menor temperatura mayor “rigidez” entre las partículas y por lo tanto, más difícil es que se propague la onda por ellas), de la humedad en el ambiente (aunque si estamos en Marte esto no nos influye), la presión (a menor presión más espacio habrá entre las moléculas, lo que se traduce en una menor densidad)…

Condiciones de la atmósfera marciana

¿De qué se compone su atmósfera?

Para conocer cómo se escucharían los sonidos en Marte conviene, evidentemente, conocer de qué está compuesta la atmósfera, así sabremos en qué condiciones se encontrará el sonido para poder propagarse por ese medio.  

En su atmósfera, Marte presenta diversos gases, como son el monóxido de carbono, óxido nítrico, xenón, metano y hasta un poco de vapor de agua (0,03%). Pero los gases más presentes son sobre todo y con diferencia, el CO₂, seguido por Nitrógeno y Argón, aunque en mucha menos medida, como podemos comprobar a continuación:

Dióxido de carbono: 95.32%

Nitrógeno: 2.7103%

Argón: 1.6%

Sabiendo esto, y si me lo permitís (y si no también, porque como soy yo la que escribe la entrada, es una de las ventajas de las que puedo disfrutar), voy a simplificar el trabajo suponiendo la atmósfera de Marte como si estuviese compuesta exclusivamente por CO₂, porque para lo que nos interesa saber no supondrá un cambio significativo.

Densidad atmosférica

Otro aspecto a tener en cuenta es la densidad de la atmósfera en Marte, y lo cierto es que en Marte la densidad, al tratarse de un planeta con menos masa que el nuestro, no puede retener tan bien los gases de suatmósfera y los pierde en razón de unos 100 Kg por segundo. De modo que la densidad de esta atmósfera es mucho menor y por lo tanto el sonido se pierde con mucha más facilidad, por lo que dijimos antes: no hay tanta unión entre las moléculas y por lo tanto la onda no tiene material por el que viajar. De hecho, si gritásemos en Marte con todas nuestras fuerzas se percibiría como un susurro, o ni eso.

Pero seguro que si has decidido leer este post no es para que te diga que en Marte no se escucha prácticamente nada y quedarme tan pancha, ¿verdad? Seguro que quieres saber más detalles. Y en realidad, la siguiente pregunta es: y si a pesar de la baja densidad pudiéramos escuchar los sonidos con más o menos claridad, ¿cómo los percibiríamos? Bien, pues imaginemos que hemos superado este problema con un sonotone muy potente y continuemos.

La temperatura en Marte.

Debido a su fina atmósfera, a Marte le cuesta bastante más que a la Tierra retener el calor en ella, y como podemos ver, las temperaturas máximas son bastante asequibles, ya que no bajan hasta los grados bajo cero, sin embargo, al caer la noche el calor se disipa rápidamente dando lugar a unas temperaturas mínimas bastante considerables, lo que provoca que la temperatura media en cada mes (y finalmente la temperatura anual media) sea bastante baja. O sea, que si viajas a Marte mejor llévate un abrigo calentito.

(Fuente)

Con estos datos podríamos calcular la velocidad del sonido en Marte. Las temperaturas en Marte varían mucho, de modo que haré una media entre las máximas y las mínimas anuales para tener un promedio. De esta forma, la media anual entre la máxima (-5,7 ºC) y la mínima (-78,5 ºC) es de -42,10 ºC.

Advertencia: Los cálculos que siguen a continuación son muy de andar por casa en zapatillas y con datos aproximados, así que el resultado será aproximado y para nada exacto, pero sí lo suficiente como para comprender la situación a grandes rasgos.

A partir de la fórmula de los gases ideales podemos sacar la fórmula para calcular la velocidad del sonido en Marte:

Donde:

𝛶: Constante adiabática del CO₂, que en este caso y para la temperatura dada será aproximadamente de 1,31

R: Constante que en Marte tiene un valor diferente al de la Tierra y este valor es de 191,8 J/Kg/K

T: La temperatura de la atmósfera en ese momento, que es la que calculé antes: -42,10 ºC, y expresándolo en Kelvin (-42,10+273,15) nos quedan unos 231,05 K.

Aplicando todo esto a la fórmula tenemos…

El resultado es que la velocidad del sonido en Marte es alrededor de un 30% inferior a la de la Tierra (343,20 m/s). Y te preguntarás, vale pero, ¿esto en qué afecta? Lo cierto es que al cambiar la velocidad de propagación, la cual por cierto está estrechamente relacionada con la velocidad de oscilación por la densidad de este medio en el que se encuentra, la forma en que percibiríamos la onda también cambia. En este caso en concreto se percibirá de forma más grave que en la Tierra. 
En cuanto a la velocidad de oscilación de la que hablábamos, al estar en un medio más denso nuestras cuerdas vocales vibrarían más lento además lo harían con una frecuencia menor. 

Relación entre la longitud de onda (𝛌) y la frecuencia (𝑓): 𝛌=𝑣/𝑓

Resumiendo un poco, lo que ocurre es que en Marte se nos escucharía un 30% más grave que en la Tierra y a un volumen, por así decirlo extremadamente bajo. 

ACTUALIZACIÓN
En esta página podrás escuchar un ejemplo muy bueno de cómo se nos escucharía. En el apartado "What would humans sound like on Mars?" hay comparaciones entre el sonido de nuestra voz en la Tierra y lo grave que se escucharía en la atmósfera marciana. (Es algo que tenía hecho gracias al programa Audacity, pero no me fue posible subirlo a Blogger, ¡así que me alegro de que alguien lo hubiera hecho ya!).

ACTUALIZACIÓN
 Finalmente conseguí que me publicaran esta entrada en Naukas. Tardaron varios días en revisar que todo estuviera correcto y se me hizo eterno. Cuando estás expectante esperando un resultado la espera se hace eterna y los días parecen semanas. Cuando ya creía que mi artículo no era lo suficientemente bueno (sobre todo porque Naukas tiene prestigio y no tenía muchas esperanzas en que mi trabajo estuviese a la altura) ¡tachán! Me lo publicaron. Os lo dejo aquí el enlace por si queréis echar un vistazo.
También se compartió en Meneame. 

Aprovecho para agradecer a todos por vuestro apoyo y en especial a mis compañeros de la UNED que siempre están ahí dando ánimos y compartiendo lo que hago.