पानी में ध्वनि तरंगों में देखा गया एक घटना यह संकेत दे सकती है कि किसी तरंग की ऊर्जा प्रकाश की गति से तेज़ी से चलती हुई प्रतीत होती है, फिर भी यह सापेक्षता के विशेष सिद्धांतों का उल्लंघन नहीं करती है। यह प्रभाव सूचना को सापेक्षता द्वारा निर्धारित सीमा से तेज़ गति से भेजने की अनुमति नहीं देता है।
यह खोज महासागरीय वातावरण में ध्वनि प्रसार पर केंद्रित अध्ययनों से उपजी है, लेकिन सैद्धांतिक रूप से, यह निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ भी प्रकट हो सकती है। इसके पीछे का तंत्र विभिन्न पथों का अनुसरण करने वाली तरंगों के बीच हस्तक्षेप में निहित है।
कुछ शर्तों के तहत, स्रोत से रिसीवर तक सीधे जाने वाली एक तरंग और दूसरी जो एक द्वितीयक मार्ग से परावर्तित होती है, संयुक्त रूप से परिणामी तरंग के ऊर्जा शिखर को सीधे तरंग के शिखर से पहले गंतव्य पर पहुंचने जैसा बना सकती है।
ध्वनि सिमुलेशन का विश्लेषण
शोधकर्ताओं द्वारा किए गए सिमुलेशन में, पानी के नीचे ध्वनि 1,500 मीटर प्रति सेकंड की दर से फैली। इसके बावजूद, हस्तक्षेप द्वारा उत्पन्न ऊर्जा चोटियों ने 1,694.5 मी/से और 2,782.5 मी/से का विस्थापन दिखाया। इस मामले में उच्च गति, मॉडल में उपयोग की गई ध्वनि की गति का लगभग दोगुना थी।
हालांकि, वैज्ञानिक इस बात पर जोर देते हैं कि इस सीमा के कथित उल्लंघन का मतलब यह नहीं है कि वास्तव में कुछ भी प्रकाश की गति से अधिक हो गया है। पेंसिल्वेनिया विश्वविद्यालय (यूएसए) के ध्वनिक जॉन एल. स्पाइसबर्गर और वुड्स होल ओशनोग्राफिक इंस्टीट्यूशन के समुद्र विज्ञानी यूजीन टेरे ने अध्ययन में कहा कि 'हमने साबित किया है कि सूचना की गति निर्वात में प्रकाश की गति के बराबर या उससे कम है, इसलिए यह विशेष सापेक्षता का उल्लंघन नहीं करता है।'
इस प्रक्रिया को तब देखा जा सकता है जब कोई व्हेल सतह के पास होती है: ध्वनि का एक हिस्सा सीधे हाइड्रोफोन से टकराता है, जबकि दूसरा हिस्सा सतह पर चढ़ सकता है और सेंसर तक पहुंचने से पहले परावर्तित हो सकता है। जब ये दो तरंगें हाइड्रोफोन में मिलती हैं, तो हस्तक्षेप होता है, जिससे प्राप्त तरंग का आकार बदल जाता है और सिग्नल की अधिकतम तीव्रता के बिंदु को विस्थापित कर सकता है।
पिछले कार्यों में, शोधकर्ताओं ने देखा था कि यह हस्तक्षेप ध्वनि को सीधी तरंग की तुलना में धीमा प्रतीत करा सकता है। हालांकि, विभिन्न ध्वनि पल्स पैटर्न का परीक्षण करते समय, स्पाइसबर्गर ने पहचाना कि यह प्रभाव विपरीत दिशा में भी हो सकता है।
एक ही स्रोत से उत्पन्न दो तरंगों पर विचार करें: एक रिसीवर तक सीधी जाती है, और दूसरी एक सतह पर परावर्तित होने से पहले समान बिंदु तक पहुंचने के लिए एक लंबा रास्ता तय करती है। यदि उनके बीच का समय विशिष्ट तरीके से समायोजित किया जाता है, तो हस्तक्षेप अंतिम पल्स को पुनर्गठित कर सकता है। परिणाम यह है कि संयुक्त तरंग की ऊर्जा चोटी केवल सीधी रास्ते का अनुसरण करने वाली तरंग की चोटी से पहले रिसीवर पर पहुंच सकती है।
सूचना की गति का सत्यापन
यह जांचने के लिए कि क्या यह घटना वास्तव में प्रकाश से तेज़ संचार की अनुमति दे सकती है, शोधकर्ताओं ने एक और सिमुलेशन किया। उन्होंने दो अलग-अलग संकेतों के प्रसारण का मॉडल तैयार किया, जिन्हें अंकों 1 और 0 द्वारा दर्शाया गया था। शुरू में, शून्य समय नामक बिंदु तक, दोनों संकेत समान थे। इस क्षण में, स्रोत 1 या 0 में बदल जाता था, और यह परिवर्तन सीधे और परावर्तित मार्गों से रिसीवर तक यात्रा करना शुरू कर देता था।
वह क्षण जब रिसीवर विश्वसनीय रूप से पुष्टि कर सकता है कि उसे 1 या 0 प्राप्त हुआ है, वह समय चिह्नित करता है जब नई जानकारी वास्तव में गंतव्य पर पहुंची। इस सिमुलेशन का परिणाम सापेक्षता के अनुरूप था: जानकारी सीधे रास्ते से यात्रा करने वाले संकेत की तुलना में तेज़ी से नहीं पहुंची।
हस्तक्षेप ने ऊर्जा शिखर को आगे बढ़ाने में सफलता प्राप्त की, जिससे उच्च गति का भ्रम पैदा हुआ, लेकिन यह रिसीवर को नई जानकारी प्राप्त करने में विफल रहा इससे पहले कि उसने सीधा रास्ता पूरा किया हो। इस प्रकार, यह घटना अति-प्रकाशिक आभासी गति उत्पन्न कर सकती है, लेकिन निर्वात में प्रकाश की गति से ऊपर डेटा ट्रांसमिशन की अनुमति नहीं देती है।
अतिरिक्त रूप से, शोधकर्ताओं ने देखा कि हस्तक्षेप ने सूचना के प्रसारण की गति में थोड़ी वृद्धि की प्रतीत हुई, हालांकि यह अभी भी सापेक्षता द्वारा लगाए गए सीमा से नीचे थी। उन्हें इस व्यवहार के कारण के बारे में निश्चितता नहीं है।
अनुसंधान के भविष्य के निहितार्थ
जांच का सबसे अधिक अनुमान लगाने वाला हिस्सा इसी बिंदु पर निहित है। लेखक सुझाव देते हैं कि एक सीधे और परावर्तित मार्ग के संयोजन का यही तंत्र न केवल ध्वनि तरंगों के साथ, बल्कि निर्वात में विद्युत चुम्बकीय तरंगों के साथ भी काम कर सकता है। शोधकर्ता तर्क देते हैं कि विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए प्रत्यक्ष + परावर्तित पथ का उनका परिकल्पना एक सुपरल्यूमिनल प्रसार विधि प्रदान करती है जो माइक्रोवेव टनलिंग, क्वांटम टनलिंग और विषम फैलाव से भिन्न है।
हालांकि, वे बताते हैं कि इस तरह की घटनाएं तरंग के कुछ पहलुओं के लिए प्रकाश से अधिक गति उत्पन्न कर सकती हैं, जबकि सूचना की गति सापेक्षतावादी सीमा से नीचे बनी रहती है। इसलिए, अगला कदम ध्वनि तरंगों या प्रकाश का उपयोग करके इन प्रयोगों में इस प्रभाव का अवलोकन करने का प्रयास करना होगा।
यदि यह घटना विद्युत चुम्बकीय तरंगों के लिए पुष्टि की जाती है और अपेक्षित परिणाम प्रस्तुत करती है, तो शोधकर्ताओं का मानना है कि यह दिखने में अति-प्रकाशिक प्रसार का अवलोकन करने का एक काफी सरल तरीका हो सकता है। स्पाइसबर्गर और टेरे निष्कर्ष निकालते हैं कि 'शास्त्रीय भौतिक प्रभाव कभी-कभी क्वांटम यांत्रिकी में समकक्ष पाते हैं, और यह विचार करना सार्थक हो सकता है कि क्या सीधा रास्ता + परावर्तित मार्ग में क्वांटम दुनिया में समानताएं हैं।'
फिलहाल, प्रकाश की गति अपरिवर्तित रहती है। जो कुछ यह शोध प्रदर्शित करता है वह अधिक सूक्ष्म है: एक ऐसी विधि जिससे किसी तरंग के ऊर्जा शिखर को बिना स्वयं सूचना को ऐसा किए गंतव्य पर जल्दी पहुंचने जैसा बनाया जा सके।
