I Voyager, i messaggeri che stanno portando nello spazio profondo il nostro messaggio sull'uomo, il suo mondo e le sue opere, sono in viaggio dal 1977 e si stanno avvicinando allo spazio interstellare. Nelle sezioni seguenti le premesse e i fatti salienti della loro  storia.

Siamo soli nell'universo? / Le distanze interstellari / La missione Voyager / Il messaggio: Golden Phonograph Record / Il ritrovamento / L'elenco dei contenuti

Siamo soli nell'universo?

Un classico dubbio dell'uomo è sintetizzabile nel quesito: "siamo soli nell'universo?". Secondo il calcolo delle probabilità, una forma di vita extra-terrestre in un universo, se non infinito, comunque infinito per noi, ci deve essere per forza. Se la spiegazione della nascita della vita è quella elaborati dai biologi come Charles Monod, il passaggio del ciclo di carbonio da materia inanimata a materia che si può ricombinare e generare nuova materia è legato a condizioni particolari, molto rare, ma possibili. E poi esistono, anche su questa terra, organismi vitali basati non sul ciclo del carbonio, ma su altri cicli, come il ciclo dello zolfo usato dai vermi giganti che vivono sui vulcani sottomarini in fondo all'Atlantico. Ma in un universo di immensa vastità la possibilità che un evento raro, ma a probabilità non nulla, si verifichi più di una volta, è superiore a zero. Se poi l'universo fosse infinito (e nel tempo lo è sicuramente) la probabilità sarebbe giocoforza pari ad 1.

E' il paradosso spesso presentato dal famoso astrofisico Margherita Hack: è praticamente impossibile che NON ci sia una forma di vita su un altro pianeta, è praticamente impossibile che veniamo in contatto con essa, perché la frazione del tempo dell'universo che percorriamo e la percentuale di spazio che possiamo "vedere" sono infinitamente piccole rispetto al tempo dell'universo e alla sua estensione.

Naturalmente una forma di vita, se evoluta, sentendosi sola, cercherebbe di cercarne altre esplorando lo spazio, e quindi incrementerebbe la probabilità di un incontro. E così si potrebbero spiegare gli UFO, anche se resterebbe da spiegare perché non è stato mai stabilito un contatto con essi.

Le distanze interstellari

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Certo se gli alieni invece aspettano che li cerchiamo noi, per ora non sono messi bene, abbiamo rallentato e quasi sospeso negli ultimi trent'anni le esplorazioni a vasto raggio, non abbiamo ancora iniziato la esplorazione con astronauti del nostro sistema solare né stabilito basi fisse fuori dalla nostra atmosfera (nel film del 1968 di Stanley Kubrick 2001 Odissea nello spazio, nel 2001, appunto, c'erano basi sulla Luna e stava partendo una missione per Giove, però non c'erano i telefonini), e non abbiamo ancora in servizio astronavi in grado di viaggiare a spinta continua per l'intero percorso, ma viaggiamo nel nostro sistema (per ora, con esseri umani a bordo, soltanto sino alla Luna) sfruttando la forza di gravità (la cosiddetta "fionda di gravità"). Problematica non è solo la velocità (vedi tabella) ma anche l'energia necessaria per mantenere in funzione i motori per l'intero viaggio.

Con la tecnologia a propulsione chimica (messa a punto dai tedeschi durante la II guerra mondiale, dallo scienziato Von Braun, e poi utilizzata sia dai russsi sia dagli americani) abbiamo necessità di tempi molto lunghi ed investimenti ingenti per esplorare il nostro stesso sistema solare (che sappiamo comunque essere disabitato, ma almeno un pianeta, Marte, sarebbe abitabile per noi). La stella più vicina dotata di un sistema planetario, Alpha Centauri, che si trova a 4,2 anni luce, è inconcepibilmente lontana e non potrebbe essere raggiunta in tempi compatibili con il nostro ciclo biologico con questo sistema di spostamento.

Un motore a spinta continua (motore nucleare o ad Americio 242) è stato progettato dal fisico e premio Nobel Carlo Rubbia, questo propulsore consentirebbe un viaggio effettivo (in linea retta) a 40 Km/s ed oltre, con un carico di propellente gestibile. Se fosse realizzato consentirebbe di esplorare effettivamente il nostro sistema solare (per esempio si potrebbe arrivare su Marte in un mese circa), mentre arrivare su Alpha Centauri sarebbe ancora un problema insolubile, alla velocità ipotizzata occorrerebbero oltre 30 mila anni.
Si tratta comunque di una tecnologia per la quale non sono ancora previsti sviluppi, e il piano NASA per il ritorno sulla Luna (2020) e la conquista di Marte (2035) prevede ancora l'utilizzo della propulsione chimica

Un moltiplicatore di velocità (nella ipotesi che successive versioni del motore ad americio consentano prestazioni di molte volte superiori) può essere rappresentato dalle astronavi abitate da più generazioni di astronauti, quindi attrezzate come un piccolo pianeta, oppure (in alternativa o in parallelo) da tecniche di ibernazione degli astronauti.

(Per approfondimenti tecnici si può consultare il portale astronautica di Wikipedia, oppure Coelestis, il portale italiano di astronomia e astronautica, che comprende anche un documentato forum)

La missione Voyager

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L'uomo però ha tentato lo stesso di realizzare un contatto, affidandosi ad un sistema ancora più antico, la probabilità inversa ovvero il "messaggio nella bottiglia". I messaggeri sono quattro sonde spaziali lanciate durante il programma di esplorazione dei pianeti esterni del nostro sistema, Pioneer 10 e 11 e Voyager 1 e 2. Ad esse è stato affidato un messaggio: la presentazione del nostro pianeta e della nostra forma di vita evoluta, sotto forma di un disco fonografico (nei Voyager) nel quale sono codificate immagini, suoni e musiche. Queste piccole astronavi, avamposto della nostra tecnologia nello spazio, dopo le loro missioni di esplorazione di Giove e Saturno alla fine degli anni '70 hanno continuato il viaggio verso lo spazio esterno, e la più lontana di esse (Voyager 1) si trova ora prossimo ai limiti esterni del nostro sistema solare, avendo raggiunto a fine 2009 la distanza di 112 unità astronomiche dal sole (1 Unità astronomica = distanza media dal sole alla terra, pari a ca. 15 milioni di chilometri). Voyager 1 è quindi ora l'oggetto prodotto dall'uomo che si trova più distante dalla nostra Terra, e dovrebbe superare il bordo esterno del sistema solare (la eliosfera) entro il 2020, per inoltrarsi quindi nello spazio interstellare, primo oggetto creato dall'uomo ad entrare in una zona del cielo dove cessa l'effetto del nostro sole (e di qualsiasi altra stella).

Il Voyager 2 (clicca per ingrandire).
Per avere una idea delle dimensioni, l'antenna centrale ha un diametro di 3 metri.

Le sonde continuano a trasmettere grazie alle batterie solari di cui sono dotate e sono in comunicazione con il centro di controllo tramite il più potente dei radiotelescopi della DSN (Deep Space Network) della NASA, che invia comandi con un ritardo di pari al numero di ore / luce che separa le astronavi dalla Terra (a fine 2004 Voyager 1 era a 11,5 ore / luce dalla terra). In questa fase stanno eseguendo la seconda parte della missione, la esplorazione del bordo del sistema solare e degli effetti del superamento della barriera esterna della eliosfera. La terza fase sarà la esplorazione dello spazio esterno se, come si prevede, almeno Voyager 1 riuscirà a superare il bordo del sistema solare (la eliopausa) e lo shock dei contrastanti venti solari e interstellari entro il 2020, anno dopo il quale l'energia elettrica residua non sarà sufficiente per eseguire i comandi e trasmettere le informazioni.

I Voyager ci hanno inviato immagini mai viste dei pianeti più remoti, ma le più impressionanti sono le immagini del nostro sistema dall'esterno, ottenute rivolgendo le fotocamere all'indietro, immagini uguali a quelle che potrebbe vedere un ipotetico visitatore del nostro sistema solare, avvicinandosi ad esso.

Dopo la uscita dal sistema solare ed il probabile distacco dal centro di comunicazioni i Voyager si dirigeranno verso altri sistemi solari; le loro traiettorie sono divergenti, Voyager 1 tra 40.000 anni sarà in vista dell'Orsa Minore, Voyager 2 sarà in vista della costellazione di Andromeda, e passerà a 1,7 anni luce da una stella minore della costellazione, Ross-248.

Giove fotografato da Voyager 1 in vista del grande pianeta. (Archivio NASA)

La missione Pioneer

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Le stazioni Voyager non sono le uniche dirette verso lo spazio esterno, sono state precedute dalle più "antiche" stazioni Pioneer 10 e 11, che sono però ormai sole nello spazio. Pioneer 10 infatti, l'ultima a mantenere il contatto, ha cessato di rispondere ai comandi a gennaio del 2003 (con Pioneer 11 il contatto si era interrotto nel 1995).

Anche Pioneer 10 e 11 portavano un messaggio, molto più semplice, una placca di rame sulla quale sono incise informazioni sintetiche sul nostro sistema solare, la sua posizione rispetto al centro della galassia, le immagini disegnate di un uomo e una donna a confronto con il Pioneer, lo schema della transizione elettronica dall'idrogeno.
La placca è stata ideata dallo scienziato Carl Sagan  (e disegnata da sua moglie Linda Salzman), che curerà anni dopo anche il ben più ambizioso Golden Phonograph Record.

Le due sonde Pioneer, lanciate nel 1973 a pochi mesi di distanza, hanno cessato di funzionare (o perlomeno la NASA ha perso il contatto) ma continuano il loro viaggio, e a dicembre 2004 si trovavano a 86 (Pioneer 10) e 68 (Pioneer 11) AU dalla Terra. L'unità di misura AU (Astronomical Unit) è la distanza media della terra dal Sole ed è pari a circa 150 milioni di chilometri (149.597.870,700 Km).

Dove si trovano ora i Voyager

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Le sonde Voyager 1 e 2 sono state lanciate nel 1977, per sapere a che punto sono del loro lungo viaggio diretto verso la galassia che ospita il nostro sistema solare, e per ogni altra informazione sui Voyager si può consultare il sito della NASA dedicato a questa storica missione tuttora in corso.

Quando è stata inserita questa pagina, a dicembre 2004, Voyager 1 si trovava a 94 AU dal sole, nel 2012, ultimo aggiornamento della pagina, si trova a 121 AU. Voyager 2 nel 2012 si trova a 99 AU dal sole.
Consultando il sito si può verificare la velocità con cui si muovono le astronavi, essendo la distanza indicata in tempo reale mediante una simulazione. Poiché viaggiano ad oltre 10 Km al secondo l'indicatore dei chilometri di distanza varia continuamente.

Sul sito della Nasa si può consultare anche il Voyager Weekly Report che è il diario di bordo con i comandi inviati e le interazioni con le due navicelle spaziali. L'ultimo alla data di aggiornamento di questa pagina era ad aprile 2012 e tutto funzionava correttamente.

Il messaggio: Golden Phonograph Record - Murmurs of Earth

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Il messaggio a bordo dei Voyager è costituito da un disco d'oro (Golden Phonograph Record) contente il sistema periodico degli elementi e le altre informazioni chiave sul nostro ciclo biologico e sulla posizione del nostro pianeta nel cosmo, una ricca galleria di immagini sulla nostra terra, e la registrazione di un messaggio in 55 lingue e di musiche di tutti i continenti, e altre informazioni scientifiche.
Sul retro del disco (inciso su una facciata), che può anche essere considerata la sua copertina (cover) sono disegnate in forma schematica le indicazioni sul contenuto e le istruzioni per estrarre le informazioni.

La cover del Golden Phonograph Record (clicca per ingrandire - Archivio NASA)

La scelta delle informazioni e tutta la organizzazione del disco è stata curata da una commissione di scienziati, coordinata da Carl Sagan, che già aveva ideato la semplice placca delle stazioni Pioneer. Sagan, uno scienziato che ha collaborato con la NASA sin dal 1950, a supporto di innumerevoli programmi e missioni, scomparso nel 1996, è stato anche il co-fondatore e presidente della Planetary Society, dedicata allo studio dei pianeti e delle ipotesi di vita extra-terrestre.

In un libro da lui curato, Murmurs of Earth (Mormorii della terra), ha raccontato la genesi e gli scopi della iniziativa e le motivazioni delle scelte fatte per i materiali iconografici, sonori e musicali inseriti nel disco.

Il disco è organizzato dal punto di vista logico in tre sezioni: 
Documentazione scientifica / Immagini / Messaggi registrati (rumori, suoni e musiche)

Le prime due sezioni sono riportate sul disco sotto forma di immagini, codificate con tecnica simile a quella televisiva su più linee (più o meno come il Laserdisc analogico), mentre suoni e musiche sono registrate con la tecnologia del microsolco (ancora analogica, quindi). Insieme al disco è fissata sulla astronave anche la testina di lettura ed è stato ideato un sistema per guidare gli eventuali ritrovatori alla decodifica del contenuto. 

Il contenuto dettagliato, frutto del lavoro della commissione (Carl Sagan, Frank Drake, Ann Druyan, Timothy Ferris, Jon Lomberg e Linda Salzman Sagan), riportato nel libro citato sopra Murmurs of Earth, è elencato nel seguito.

 Il Golden Record fissato sulla sonda Voyager

E nella ipotesi di un ritrovamento?

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Un film di qualche anno fa ipotizzava un esito disastroso: grazie alle informazioni contenute nel disco alieni ostili conquistavano la terra (ovviamente in modo estremamente cruento). Sagan obiettava a chi segnalava la pericolosità di lasciare queste tracce nell'universo (anche eminenti premi Nobel gli scrissero, prima che l'operazione fosse avviata) che non sarebbe stato quello sperduto messaggio il pericolo. Ben altri e ben maggiormente intercettabili sono i segnali di vita intelligente che mandiamo. Sono le trasmissioni radio e video continue che potenti radiotelescopi possono sicuramente captare, e dalle quali sono ricavabili informazioni sul nostro mondo altrettanto dettagliate.

Un extra-terrestre che, sfidando la probabilità praticamente nulla di questo evento, ritrovasse la placca o il disco dovrebbe essere abbastanza evoluto da avere le nostre stesse informazioni di base. Naturalmente dovrebbe condividere alcuni dei cinque sensi con noi, in primo luogo la vista e l'udito, o ricavarne comunque in qualche altro modo le informazioni, che appunto sono solo visuali e sonore. Potrebbe quindi riconoscere la provenienza della astronave collocando il sole nella mappa spaziale, poi i processi chimici basilari che governano il nostro mondo, poi la struttura dell'organismo dei suoi creatori, leggendo la struttura del DNA e mediante le informazioni sul nostro ciclo riproduttivo, infine l'aspetto del nostro mondo, quello civilizzato e creato dall'uomo - le città, le case - e quello creato dalla natura. Potrebbe conoscere l'aspetto dell'uomo e della donna e anche le opere che è in grado di creare, delle quali il disco contiene una selezione, limitatamente al campo della musica. Potrebbe non essere evidente che si tratta di opere artistiche, quindi prive di una utilità pratica, e gli ipotetici scienziati extra-terrestri potrebbero elaborare raffinate teorie per spiegare l'utilizzo di quei suoni chiamati "musica" copiosamente inseriti nel disco.

Sarebbe in ogni caso un autentico scrigno di informazioni e anche una chiave di accesso al nostro mondo, perché una volta decodificata la prima chiave, la posizione nell'universo, captando le onde radio gli extra-terrestri potrebbero mettersi in ricezione e ricavare innumerevoli altre informazioni su di noi, naturalmente se il ritrovamento avvenisse nella stessa finestra temporale che vede il nostro mondo e il nostro sistema solare ancora vivi.

Potrebbero teoricamente anche mettersi in contatto con noi, naturalmente con messaggi radio, facendo all'indietro, in un tempo incomparabilmente più breve, il lungo tragitto dei due Voyager.

L'elenco dei contenuti

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La massima che guida il lavoro è tratta da un antico testo assiro-babilonese, attribuito al re Esarhaddon, che visse nel settimo secolo avanti Cristo:

"I had monuments made of bronze, lapis lazuli, alabaster . . . and white limestone . . . and inscriptions of baked clay . . . I deposited them in the foundations and left them for future times. "  

La presentazione del contenuto è poi lasciata alle due massime autorità mondiali e nazionali (per quanto riguarda gli USA) nel 1977, vale a dire il segretario dell'ONU Kurt Waldheim e il presidente degli Stati Uniti Jimmy Carter:

As the Secretary General of the United Nations, an organization of 147 member states who represent almost all of the human inhabitants of the planet Earth, I send greetings on behalf of the people of our planet. We step out of our solar system into the universe seeking only peace and friendship, to teach if we are called upon, to be taught if we are fortunate. We know full well that our planet and all its inhabitants are but a small part of the immense universe that surrounds us and it is with humility and hope that we take this step.

Kurt Waldheim - Secretary General, United Nations

This Voyager spacecraft was constructed by the United States of America. We are a community of 240 million human beings among the more than 4 billion who inhabit the planet Earth. We human beings are still divided into nation states, but these states are rapidly becoming a single global civilization.
We cast this message into the cosmos. It is likely to survive a billion years into our future, when our civilization is profoundly altered and the surface of the Earth may be vastly changed. Of the 200 million stars in the Milky Way galaxy, some - perhaps many - may have inhabited planets and spacefaring civilizations. If one such civilization intercepts Voyager and can understand these recorded contents, here is our message:
"This is a present from a small distant world, a token of our sounds, our science, our images, our music, our thoughts and our feelings. We are attempting to survive our time so we may live into yours. We hope someday, having solved the problems we face, to join a community of galactic civilizations. This record represents our hope and our determination, and our good will in a vast and awesome universe."

Immagini (Documentazione scientifica, fotografie)

Nel seguito è riportato l'elenco completo (in inglese) della prima sezione, contenente un'ampia documentazione iconografica.

Calibration Circle
Solar Location Map
Dictionary - Mathematical Definitions
Dictionary - Physical Unit Definitions
The Solar System
The Solar System
The Sun
Solar Spectrum
Mercury
Mars
Jupiter
Earth
Egypt, Red Sea, Sinai Peninsula and the Nile
DNA Structure and Replication
DNA Structure and Replication
DNA Structure and Replication
Cell Division
Human Anatomy
Diagram of Human Sex Organs
Conception Silhouette
Conception Picture
Fertilized Ovum
Fetus Silhouette
Fetus Picture
Silhouette of Male and Female
Birth
Nursing Mother
Father and Child
Group of Children
Family Portrait Silhouette
Family Portrait Picture
Diagram of Continental Drift
Structure of the Earth
Heron Island
Seashore
Snake River and the Grand Tetons
Sand Dunes
Monument Valley
Forest Scene with Mushrooms
Leaf
Fallen Leaves
Sequoia/Snowflake
Tree/Daffodils
Flying Insect
Diagram of Vertebrate Evolution
Seashell
Dolphins
School of Fish
Tree Toad
Crocodile
Eagle
Waterhole
Chimpanzees and Scientists
Bushmen Hunters Silhouette
Bushmen hunters
Man from Guatemala
Dancer from Bali
Andrean Girls
Thai Craftsman
Elephant
Old Man from Turkey
Old Man in a Field
Mountain Climber
Gymnast
Olympic Sprinters
Japanese Schoolroom
Children with Globe
Cotton Harvest
Man with Grapes
Supermarket
Diver and Fish
Fishing Boats
Cooking Fist
Chinese Dinner Party
Demonstration of Eating, Licking and Drinking
Great Wall of China
Construction Scene (African)
Construction Scene (Amish)
House (Hut)
House (New England Frame)
House (Modern)
House Interior
Taj Mahal
English City (Oxford)
Boston from the Charles River
UN Building, by Day
UN Building, by Night
Sydney Opera House
Artisan with Drill
Factory Interior
Museum
X-ray of Hand
Woman with Microscope
Street Scene (Pakistan)
Street Scene (India)
Highway
Golden Gate Bridge from Baker's Bach
Train
Airplane in Flight
Airport
Antarctic Sno-Cat
Radio Telescope (Westerbork Interferometer)
Arecibo Observatory
Page from a Book
Astronaut in Space
Titan Centaur Launch
Sunset
String Quartet
Score of Quartet and Violin

Musiche e suoni del pianeta Terra: gli auguri 

The Music and Sounds of Earth: Greetings

Greetings from the Secretary General of the UN

Greetings in 55 languages:

Sumerian
Italian
Greek
Sinahalese
Portuguese
Nguni (Zulu)
Cantonese
Sotho (Sesotho)
Akkadian
Wu
Russian
Armenian
Thai
Korean
Arabic
Polish
Romanian
Nepali
French
Mandarin Chinese
Burmese
Ila (Lambia)
Hebrew
Swedish
Spanish
Nyanja
Indonesian
Gujarati
Kechun (Quechua)
Ukranian
Punjabi
Persian
Hittite
Serbian
Bengali
Oriya
Latin
Luganda (Ganda)
Aramaic
Marathi
Dutch
Amoy
German
Hungarian (Magyar)
Urdu
Telugu
Vietnamese
Czech
Turkish
Kannada (Kanarese)
Japanese
Rajasthani
Hindi
English
Welsh

UN Greetings

Whale Greetings

Musiche e suoni del pianeta Terra: i suoni e i rumori

The Music and Sounds of Earth: The Sounds of Earth

Music of the Spheres
Volcanoes, Earthquakes, Thunder
Mud Pots
Wind, Rain, Surf
Cricket (Teleogryllus Oceanicus)/Crickets, Frogs
Birds, Hyena, Elephant
Chimpanzee
Wild Dog
Footsteps, Heartbeats, Laughter
Fire, Speech
The First Tools
Tame Dog
Herding Sheep, Blacksmith Shop, Sawing, Tractor and Riveter
Morse Code
Ships, Horse and Cart, Train, Truck, Tractor, Bus, Automobile, F-111 Flyby, Saturn 5 Lift-Off
Kiss
Mother and Child
Life Signs
Pulsar

Musiche e suoni del pianeta Terra: la musica

The Music and Sounds of Earth: Music

Bach, Brandenburg Concerto No. 2 in F. First Movement, Munich Bach Orchestra, Karl Richter, conductor. 4:40
Java, court gamelan, "Kinds of Flowers," recorded by Robert Brown. 4:43
Senegal, percussion, "Tchenhoukoumen" recorded by Charles Duvelle. 2:08
Zaire, Pygmy girls' initiation song, recorded by Colin Turnbull. 0:56
Australia, Aborigine songs, "Morning Star" and "Devil Bird," recorded by Sandra LeBrun Holmes. 1:26
Mexico, "El Cascabel," performed by Lorenzo Barcelata and the Mariachi México. 3:14
"Johnny B. Goode," written and performed by Chuck Berry. 2:38
New Guinea, men's house song, recorded by Robert MacLennan. 1:20
Japan, shakuhachi, "Cranes in Their Nest," performed by Coro Yamaguchi. 4:51
Bach, "Gavotte en Rondeaux" from the Partita No. 3 in E major for Violin, performed by Arthur Grumiaux. 2:55
Mozart, The Magic Flute, Queen of the Night aria, no. 14. Edda Moser, soprano. Bavarian State Opera, Munich, Wolfgang Sawallisch, conductor. 2:55
Georgian S.S.R., chorus, "Tchakrulo," collected by Radio Moscow. 2:18
Peru, panpipes and drum song, collected by Casa de la Cultura, Lima. 0:52
"Melancholy Blues," performed by Louis Armstrong and his Hot Seven. 3:05
Azerbaijan S.S.R., "Ugam" bagpipes, recorded by Radio Moscow. 2:30
Stravinsky, Rite of Spring, Sacrificial Dance, Columbia Symphony Orchestra, Igor Stravinsky, conductor. 4:35
Bach, The Well-Tempered Clavier, Book 2, Prelude and Fugue in C, No.1. Glenn Gould, piano. 4:48
Beethoven, Fifth Symphony, First Movement, the Philharmonia Orchestra, Otto Klemperer, conductor. 7:20
Bulgaria, "Izlel je Delyo Hagdutin," sung by Valya Balkanska. 4:59
Navajo Indians, Night Chant, recorded by Willard Rhodes. 0:57
Holborne, Paueans, Galliards, Almains and Other Short Aeirs, "The Fairie Round," performed by David Munrow and the Early Music Consort of London. 1:17
Solomon Islands, panpipes, collected by the Solomon Islands Broadcasting Service. 1:12
Peru, wedding song, recorded by John Cohen. 0:38
China, ch'in, "Flowing Streams," performed by Kuan P'ing-hu. 7:37
India, raga, "Jaat Kahan Ho," sung by Surshri Kesar Bai Kerkar. 3:30
"Dark Was the Night," written and performed by Blind Willie Johnson. 3:15
Beethoven, String Quartet No. 13 in B flat, Opus 130, Cavatina, performed by Budapest String Quartet. 6:37