Okyanusta sesin yayılma hızını ölçmek ilk bakışta oldukça basit bir işlem gibi görünebilir. Ancak oluklu balinaların çıkardığı derin sesleri inceleyen Pennsylvania Üniversitesi’nden Dr. John Spiesberger, ölçümlerde beklenmedik sonuçlarla karşılaştı. Deniz suyunda sesin ortalama hızı yaklaşık 1500 m/s olmasına rağmen bazı ölçümlerde 1000 m/s, bazılarında ise 3000 m/s değerleri ortaya çıktı.
Spiesberger ve Woods Hole Oşinografi Kurumu’ndan Dr. Eugene Terray tarafından yapılan ayrıntılı inceleme, olağandışı sonuçların ses hızının gerçekten değişmesinden kaynaklanmadığını ortaya koydu. Asıl neden, okyanusta ilerleyen farklı ses dalgalarının birbirleriyle etkileşime girmesiydi. Balinanın çıkardığı ses doğrudan kayıt cihazına ulaşabildiği gibi okyanus yüzeyinden yansıyarak daha uzun bir yol kat ettikten sonra da cihaza ulaşabiliyor. Bu iki sinyalin birbiriyle çakışması, “zamansal girişim” olarak adlandırılan bir etki oluşturuyor.
Dalgaların birleşmesi sonucunda ortaya çıkan enerji tepe noktası, tek tek dalgaların hareketinden farklı bir hızla ilerleyebiliyor. Bu nedenle ölçüm sırasında sesin ortamda olduğundan çok daha hızlı veya yavaş hareket ettiği izlenimi oluşabiliyor. Dolayısıyla kaydedilen 3000 m/s değeri, deniz suyundaki ses hızının gerçekten iki katına çıktığı anlamına gelmiyor. Ortamdaki ses dalgaları normal hızlarında ilerlemeye devam ediyor.
Einstein’ın teorisiyle büyük benzerlik
Araştırmacıların dikkat çektiği noktalardan biri de bu etkinin özel izafiyet teorisiyle olan bağlantısı. Albert Einstein‘ın teorik yaklaşımına göre elektromanyetik dalgaların girişimi sonucunda oluşan bir tepe noktası, ışık hızından daha hızlı hareket edebiliyor.
Buradaki kritik ayrıntı, söz konusu tepe noktasının bilgi taşımaması. Fotonların kendisi ışık hızını aşmadığı gibi nedensellik ilkesi de ihlal edilmiyor. Balina seslerinde ortaya çıkan benzer süper-sonik tepe noktaları da gerçek ses hızını değiştirmiyor ve fizik yasalarıyla çelişmiyor. Spiesberger, okyanuslarda doğal biçimde meydana gelen bu olguyu deneysel olarak doğrulamak için çalışmalarını sürdürüyor. İlk aşamada sert bir yüzeyden yansıyan ses dalgalarıyla okyanustaki koşulların benzerini oluşturmayı planlayan araştırmacılar, daha sonra lazer ışınlarıyla aynı deneyi çok daha hızlı bir ölçekte gerçekleştirmeyi hedefliyor.
Physical Review E dergisinde yayımlanan çalışma, yalnızca dalga fiziğindeki karmaşık süreçlerin anlaşılmasına katkı sağlamıyor. Elde edilen bulgular, deniz biyolojisinde canlıların konumunun ses yoluyla belirlenmesi gibi süreçlerin daha doğru yorumlanmasına da yardımcı olabilir.
The post Denizin altında fizik kurallarını zorlayan ölçüm: Balina seslerinin sırrı çözüldü first appeared on .
