Okyanustaki balina sesleri, fizik yasalarını nasıl alt üst etti?

Deniz biyologları, okyanusun derinliklerindeki balina hareketlerini izlemek için uzun süredir deniz tabanına yerleştirilen hidrofon ağlarından faydalanıyor. Farklı alıcılara ulaşan ses sinyallerinin zaman farkı hesaplanarak canlıların konumu nokta atışı belirleniyor.

Ancak Pennsylvania Üniversitesi’nden okyanus bilimci John Spiesberger, Massachusetts açıklarında yürüttüğü veri analizleri sırasında beklenmedik bir durumla karşılaştı. Geliştirdiği yazılım, balinaların çıkardığı seslerin sudaki doğal ses hızından çok daha hızlı ilerlediğini gösteriyordu. İlk anda yazılımda teknik bir aksaklık oluştuğunu varsayan Spiesberger, kodları detaylıca incelediğinde herhangi bir hata bulamadı. Fizik kurallarının çiğnenmediği bu tabloda, ortada çözülmesi gereken derin bir bilmece vardı.

Dalga çakışması ses hızını aşmış gibi gösteriyor

Woods Hole Okyanus Bilim Enstitüsü’nden Eugene Terray ile ortak hareket eden Spiesberger, bu gizemli tablonun arkasındaki fiziksel mekanizmayı gün yüzüne çıkardı. Sırrın temelinde, balinanın yüzeye yakın yüzdüğü anlarda ortaya çıkan sinyal çakışmaları yatıyor. Canlıdan çıkan doğrudan ses dalgası ile su yüzeyinden yansıyan yankı hidroforda aynı anda birleşiyor. Yaşanan bu etkileşim, sinyalin gücünü değiştirmekle kalmıyor; alıcıya ulaşan tepe noktasının süresini öne çekiyor. Dolayısıyla sesin kendisi hızlanmıyor, sadece cihazın kaydettiği sinyal zirvesi daha erken oluşuyor.

Ortaya çıkan bu akustik yanılsama, Albert Einstein‘ın özel izafiyet teorisinde tanımladığı beklenmedik bir dalga girişimi etkisiyle birebir örtüşüyor. Araştırmacılar, teorik olarak açıklanan bu durumu su altında deneysel süreçlerle doğrulamayı planlıyor. Bir sonraki aşamada ise benzer dalga çakışması etkisinin ses yerine ışık dalgaları kullanılarak test edilmesi hedefleniyor.