Звуковые сигналы, которые издают финвалы, способны создавать эффект, при котором их энергетический пик движется быстрее, чем скорость звука в воде. К такому выводу пришли исследователи из Пенсильванского университета и Океанографического института Вудс-Хоул. Результаты их работы были опубликованы в журнале Physical Review E.
В ходе исследования ученые пытались определить скорость распространения звуковых криков китов с использованием нескольких подводных записывающих устройств. Однако результаты расчетов оказались неожиданными: вместо ожидаемого значения около 1500 м/с для морской воды, скорость сигнала иногда достигала 3000 м/с.
Ученые выяснили, что это связано с особенностями распространения звука в океане. Часть звуковых волн движется непосредственно к приемнику, в то время как другая отражается от поверхности воды, проходя более длинный путь. Когда эти сигналы сталкиваются, возникает временная интерференция — волны накладываются друг на друга и создают новый пик энергии.
«Такой пик действительно может перемещаться быстрее, чем исходные волны, и даже превышать скорость звука. При этом сами звуковые волны не ускоряются, а полученный эффект не нарушает законы физики», — пояснили исследователи.
Похожее явление наблюдается и в случае со светом. Например, точка освещения может перемещаться по поверхности быстрее скорости света, хотя сами световые волны распространяются с обычной скоростью. Главное отличие заключается в том, что такой энергетический пик не переносит информацию, и, следовательно, с его помощью нельзя передать сигнал быстрее допустимой скорости.
По мнению ученых, временная интерференция может объяснять неожиданные результаты измерений китовых песен и в дальнейшем поможет более точно определять местоположение животных по звуковым сигналам. Исследователи планируют подтвердить данный механизм экспериментально, сначала с использованием отражения звуковых волн от твердой поверхности, а затем с применением лазерных импульсов.
