Cuando el programa de seguimiento de ballenas del oceanógrafo John Spiesberger calculó que el sonido se movía a través del agua de mar a casi el doble de la velocidad esperada, supuso que algo había salido mal.
Comprobó el código, pero no encontró ningún error. El resultado, que parecía imposible, apuntaba más bien a un eco de la superficie del océano.
En un nuevo estudio publicado en Physical Review E, Spiesberger y Eugene Terray de la Institución Oceanográfica Woods Hole descubrieron que un eco puede cambiar la parte más fuerte del canto de una ballena, haciendo que parezca moverse más rápido que el sonido, aunque la información que contiene no lo haga.
Ahí es donde el canto de la ballena se encuentra con Einstein. Su teoría de la relatividad especial sostiene que la información no puede viajar más rápido que la luz. Dado que tanto el sonido como la luz son ondas, los investigadores creen que el mismo efecto podría hacer que parte de una señal luminosa parezca moverse más rápido que la luz. Su información, sin embargo, permanecería dentro del límite de la velocidad de la luz, dejando intacta la teoría de Einstein. Los hallazgos también podrían ayudar a los investigadores a localizar ballenas con mayor precisión.
“La mayoría de nosotros no escuchamos el canto de una ballena y pensamos: ‘Guau, mira la teoría especial de la relatividad en acción'”, dijo Spiesberger en un comunicado de prensa. “Nunca hubiera imaginado que existía alguna conexión”.
Por qué los cantos de las ballenas pueden confundir a los receptores submarinos
Un solo hidrófono puede detectar el canto de una ballena de aleta a una distancia de aproximadamente 100 kilómetros (62 millas). Al comparar los tiempos de llegada a varios micrófonos en el fondo marino, los investigadores pueden calcular la posición de la ballena, incluso cuando el animal nunca aparece a la vista.
Sin embargo, cerca de la superficie del océano una llamada puede seguir dos rutas. Parte del sonido viaja directamente a un receptor, mientras que otra parte rebota en la superficie y toma un camino un poco más largo.
Si las dos versiones llegan juntas, sus picos y valles se superponen, reforzándose o anulándose parcialmente entre sí. Este proceso, llamado interferencia temporal, cambia la señal combinada y puede mover su pico más fuerte hacia adelante o hacia atrás.
Al cambiar la hora de llegada registrada, el efecto podría ubicar a una ballena cercana a varios cientos de metros (cientos de metros) de su posición real.
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Cómo el canto de una ballena parece superar el sonido
En una simulación, los investigadores establecieron la velocidad normal del sonido en el agua en aproximadamente 4.900 pies (1.500 metros) por segundo. Después de que la interferencia remodeló dos señales de prueba, sus picos llegaron en momentos correspondientes a velocidades aparentes de aproximadamente 5.560 pies (1.694,5 metros) y 9.130 pies (2.782,5 metros) por segundo.
Las olas en sí no se aceleraron. Su superposición desplazó el punto más intenso de la señal, produciendo el cálculo supersónico.
“El efecto suena como una violación de la física”, dijo Spiesberger en el comunicado de prensa, “pero no lo es”.
Para separar el movimiento del pico del movimiento de la información, los investigadores modelaron dos señales que representan un cero y un uno. Las señales inicialmente coincidieron antes de cambiar de diferentes maneras.
Aunque la interferencia avanzó hasta el pico más fuerte, el receptor no pudo identificar de manera confiable qué señal se había enviado antes de que llegara la nueva información que viajaba por el camino directo. Por lo tanto, en las simulaciones la información permaneció más lenta que la velocidad normal del sonido.
Del canto de las ballenas a la velocidad de la luz
Los resultados siguen siendo teóricos y no se ha probado la posible extensión a la luz. Los investigadores creen que las ondas de luz directa y reflejada podrían interferir, haciendo que el punto más fuerte de la señal parezca moverse más rápido que la luz. Sin embargo, debido a que la onda reflejada viaja más lejos, no podría transmitir información antes de la señal directa.
“No puedes usar este truco para enviar un mensaje a tu yo pasado para que apueste en el mercado de valores”, bromeó Spiesberger en el comunicado de prensa. “La causalidad no se anula”.
Spiesberger probará primero el efecto utilizando micrófonos y un suelo duro como sustituto de la superficie del océano. Un experimento posterior podría recrear los dos caminos con luz. Por lo tanto, una pregunta que comenzó con las ballenas puede encontrar su próxima respuesta en una mesa de su laboratorio.
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