Οι φάλαινες μπορούν να εντοπιστούν σε τεράστιες αποστάσεις μέσω των ήχων τους. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν υδρόφωνα στον πυθμένα της θάλασσας και συγκρίνουν τον χρόνο άφιξης των ήχων στους διαφορετικούς δέκτες.
Ωστόσο, η διαδικασία είναι πιο περίπλοκη από όσο φαίνεται. Ένα μέρος του ήχου μπορεί να φτάσει απευθείας στον δέκτη, ενώ ένα άλλο μέρος μπορεί πρώτα να ανακλαστεί στην επιφάνεια της θάλασσας. Οι δύο εκδοχές του ίδιου σήματος φτάνουν με μικρή χρονική διαφορά και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους.
Η κορυφή του σήματος μπορεί να «τρέξει»
Η αλληλεπίδραση αυτή μπορεί να μετατοπίσει τη θέση της ισχυρότερης κορυφής του ηχητικού σήματος. Έτσι, αν κάποιος υπολογίσει την ταχύτητα με βάση αυτή την κορυφή, μπορεί να προκύψει μια φαινομενική ταχύτητα πολύ διαφορετική από τη φυσιολογική ταχύτητα του ήχου στο νερό.
Ο John Spiesberger και ο Eugene Terray διαπίστωσαν σε προσομοιώσεις ότι η υπολογιζόμενη ταχύτητα μπορούσε να φτάσει περίπου τα 3.000 μέτρα το δευτερόλεπτο, ενώ ο ήχος στο θαλασσινό νερό ταξιδεύει περίπου με 1.500 μέτρα το δευτερόλεπτο.
Αυτό όμως δε σημαίνει ότι ο ήχος πραγματικά παραβιάζει τους γνωστούς φυσικούς περιορισμούς.
Δεν παραβιάζεται η σχετικότητα
Το φαινόμενο οφείλεται στη λεγόμενη «χρονική συμβολή». Η συμβολή των δύο διαδρομών αλλάζει το σχήμα του κύματος και μπορεί να κάνει την κορυφή του να φαίνεται ότι μετακινείται ταχύτερα.
Η πληροφορία, όμως, δεν μεταδίδεται με αυτή την ταχύτητα. Αυτό είναι το κρίσιμο σημείο που διατηρεί ανέπαφη την ειδική σχετικότητα του Αϊνστάιν.
Όπως εξηγεί ο Spiesberger, το φαινόμενο δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να σταλεί μήνυμα στο παρελθόν ή για να μεταδοθεί πληροφορία ταχύτερα από το φως.
Πιθανή βελτίωση στον εντοπισμό φαλαινών
Η ανακάλυψη μπορεί να έχει πρακτική αξία για την παρακολούθηση φαλαινών. Η μετατόπιση της κορυφής του σήματος μπορεί να δημιουργεί σφάλματα εκατοντάδων μέτρων στον υπολογισμό της θέσης ενός ζώου.
Οι ερευνητές σχεδιάζουν τώρα πειράματα με ήχους που ανακλώνται σε σκληρή επιφάνεια, ενώ στη συνέχεια θέλουν να εξετάσουν το αντίστοιχο φαινόμενο με φως.
Έτσι, οι φωνές των φαλαινών προσφέρουν έναν απρόσμενο τρόπο για να μελετηθεί ένα βαθύτερο χαρακτηριστικό της κυματικής φυσικής.
