海洋科学者がクジラの音を追跡するために使うソフトウェアが、水中の音速を超えるように見える異常なデータを記録

当初はコーディングエラーと思われたものが、アインシュタインの相対性理論を裏付ける波の干渉効果であることが判明した。海洋生物学者たちは長い間、深海でのクジラの動きを監視するために、海底に設置されたハイドロフォンのネットワークに依存してきた。 異なる受信機に届く音信号の時間差を計算することで、研究者は動物の位置を正確に特定できる。しかし、ペンシルベニア大学の海洋科学者ジョン・スピースバーガーは、マサチューセッツ州沖のデータを分析中に予期せぬ状況に遭遇した。彼が開発したソフトウェアは、クジラが発する音が水中の自然な音速よりもはるかに速く伝わっていることを示した。 当初は技術的な不具合を想定し、スピースバーガーはコードを詳細に調べたが、エラーは見つからなかった。物理法則は無傷のように見え、深い謎が解明されるのを待っていた。ウッズホール海洋研究所のユージン・テレイと協力して、スピースバーガーは不可解なデータの背後にある物理的メカニズムを解明した。 秘密は、クジラが水面近くを泳ぐときに発生する信号の重なりにあった。動物からの直接音波と水面で反射したエコーが、ハイドロフォンで同時に結合する。この相互作用は信号の強度を変えるだけでなく、受信機に届くピークのタイミングを前方に引き寄せる。 音自体は加速するのではなく、デバイスが記録する信号ピークが単に早く形成されるだけだ。この音響的錯覚は、アルバート・アインシュタインの特殊相対性理論で説明される予期せぬ波の干渉効果と正確に一致する。研究者たちは、この理論的に説明された現象を水中での実験プロセスを通じて確認する計画だ。次の段階では、音の代わりに光波を使って同じ波の重なり効果をテストすることを目指している。