Чому пісні китів "швидші" за звук: фізики пояснили феномен
Дослідники з Пенсильванського університету зʼясували, чому пісні фінвалів, здається, рухаються швидше за швидкість звуку у воді. Виявилося, що це оптична ілюзія, яка не порушує законів фізики.
Кити — найбільші тварини на планеті, і їхні пісні можуть поширюватися на неймовірні відстані. Але нещодавно вчені помітили дивне явище: звукові хвилі від деяких китів, здавалося, рухалися швидше, ніж дозволяє фізика.
Доктор Джон Шпісбергер разом із колегами з Пенсильванського університету вивчав спів фінвалів за допомогою кількох записуючих пристроїв. Спочатку вони отримали швидкість близько 1000 метрів за секунду — менше за звичайні 1500 метрів. Але потім зʼявилися значення до 3000 метрів за секунду, що здавалося неможливим.
Розгадка виявилася простою: частина звукових хвиль досягала приймачів напряму, а інша відбивалася від поверхні океану, проходячи довший шлях. Коли ці сигнали обʼєднувалися, виникала так звана часова інтерференція — пік енергії досягав приймача раніше, ніж кожна хвиля окремо.
«Цікавий аспект часової інтерференції полягає в тому, що пік енергії може настати раніше, ніж можна було б очікувати від кожного сигналу окремо», — пояснив співавтор дослідження доктор Юджин Террей з Океанського інституту Вудс-Хоул.
Це явище нагадує парадокси спеціальної теорії відносності Ейнштейна, але не порушує її. Пік сигналу, який рухається швидше за швидкість світла у вакуумі, не несе жодної інформації. Інакше можна було б надсилати дані назад у часі.
Уявити це можна так: океанська хвиля під кутом вдаряється об стіну — гребінь спочатку торкається одного кінця стіни, а потім рухається вздовж неї, хоча сама хвиля не стає швидшою.
Тепер Шпісбергер хоче довести свою теорію експериментально. Планується відбивати звукові хвилі від твердої підлоги, а потім повторити дослід із лазерами в тисячі разів швидше.
