16. Con la velocidad del sonido

Supongamos que hay una orquesta tocando la música y que nosotros nos alejamos de ella con la velocidad del sonido, ¿qué oiremos?

Antes de responder volvamos al ejemplo del viajero y los diarios. Si una persona va en un tren correo desde Leningrado a otro punto, en los quioscos de las estaciones verá siempre los mismos diarios de Leningrado, es decir, los que se publicaron en Leningrado el día de su partida. Esto se comprende fácilmente, puesto que los diarios van en el mismo tren que el pasajero y los periódicos más frescos llegan en los trenes que vienen detrás.

Sobre esta base podemos deducir que cuando nos alejamos de la orquesta con la velocidad del sonido oiremos constantemente una misma nota, la que dio la orquesta en el momento en que comenzamos a movernos.

Pero esta contestación es falsa. Si nos alejamos con la velocidad del sonido las ondas sonoras se encontrarán en reposo con respecto a nosotros y no podrán accionar sobre el tímpano de nuestro oído, por consiguiente, no podremos oír ningún sonido. En estas condiciones pensaríamos que la orquesta no toca.

¿Y por qué la comparación con los diarios nos dio otra respuesta? Pues, sencillamente, porque en este caso hemos empleado mal el razonamiento de analogía. La realidad es que el pasajero que en todas partes ve un mismo diario debe pensar (si se olvida de que va de viaje) que en la capital han dejado de publicarse los diarios desde que él se marchó. Para él las editoriales de 266 estos diarios han dejado de existir, lo mismo que dejaron de existir los sonidos para el oyente que se aleja con la velocidad del sonido.

Es curioso el hecho de que en este problema se enredan a veces hasta los propios científicos, aunque en realidad no es tan complicado. En una discusión conmigo - que entonces estudiaba en la escuela - un astrónomo (ya fallecido) no estaba conforme con esta resolución del problema anterior y aseguraba que al alejarnos con la velocidad del sonido debemos oír durante todo el tiempo un mismo tono. Intentaba demostrar que estaba en lo cierto con los razonamientos siguientes (reproduzco un trozo de su carta):

"Supongamos que suena una nota de altura determinada. Esta nota suena así desde hace ya mucho tiempo y seguirá sonando indefinidamente. Una serie de observadores situados en el espacio la oirán sucesivamente y, admitámoslo, sin que se debilite. ¿Por qué no podría usted escuchar esta nota si se trasladara al sitio donde está cualquiera de estos observadores, con la velocidad del sonido o con la del pensamiento si quiere?

Exactamente igual demostraba que si un observador se aleja de un relámpago con la velocidad de la luz verá constantemente este relámpago:

"Figúrese-me escribía que en el espacio hay una serie infinita de ojos. Cada uno de ellos percibirá la sensación luminosa después que el anterior. Suponga que usted puede encontrarse mentalmente y de manera sucesiva en el sitio en que está cada uno de estos ojos: es evidente que todo el tiempo verá usted el relámpago".

Está claro que ninguna de estas dos afirmaciones es cierta. En las condiciones que hemos indicado ni oiríamos el sonido ni veríamos el relámpago. Esto se puede comprobar aplicando la fórmula de la páginas anteriores, en la que en este caso v = - c y, por consiguiente, la longitud de la onda a percibir 1' será igual a infinito, lo que es lo mismo que decir que no existe la onda.

Notas:

[1] Muchos aviones modernos desarrollan velocidades mayores que la del sonido. (N. de la R.)

[2] El autor omite conscientemente la amortiguación de las vibraciones acústicas con la distancia, lo que en realidad dificultaría la conversación, puesto que en el otro extremo del tubo no se oiría nada. (N. de la R.)

[3] En el año 1796. (N. del T.)

[4] Esta propiedad de los cristales se llama piezoelectricidad

[5] Los cristales de cuarzo son fuentes de ultrasonido que resultan caras y poco potentes, por lo que se emplean Principalmente en los laboratorios. En la técnica se emplean materiales sintéticos artificiales, corno la cerámica de titanato de bario. (N. de la R.)

[6] El método de localización ultrasónica de los defectos fue propuesto en el año 1928 por el científico soviético S. V. Sokolov. Ahora. se utilizan receptores especiales de las vibraciones ultrasónicas que sustituyen al aceite y facilitan las mediciones. (N. de la R.)

[7] Es interesante constatar que el ultrasonido también existe en la naturaleza. En el sonido del viento v del oleaje del mar hay frecuencias que corresponden al campo del ultrasonido. Muchos seres vivos son capaces de radiar y captar ultrasonidos (las mariposas, las cigarras y otros).

Los murciélagos emplean el ultrasonido cuando vuelan, detectando los obstáculos que encuentran a su paso por medio de las señales reflejadas. (N. de la R…)

[8] Debe tenerse en cuenta que las líneas onduladas del dibujo no representan la forma de las ondas sonoras. Las partículas del aire vibran longitudinalmente (es decir, en la dirección en que se propaga el sonido) y no transversalmente. Aquí se han representado las ondas como transversales para facilitar la compresión. Cada cresta de estas ondas corresponde a la compresión máxima de una onda longitudinal sonora.