Um fenômeno envolvendo ondas sonoras na água pode ter revelado uma espécie de “brecha” que faz a energia de uma onda parecer se deslocar mais rápido que a velocidade da luz. O efeito, porém, não permite enviar informação acima do limite estabelecido pela relatividade especial.

A descoberta surgiu a partir de pesquisas sobre a propagação do som no oceano e pode, em tese, também ocorrer com ondas eletromagnéticas no vácuo.

O fenômeno depende da interferência entre ondas que percorrem caminhos diferentes. Em determinadas condições, a combinação entre uma onda que viaja diretamente da fonte até o receptor e outra que percorre um caminho refletido pode deslocar o pico de energia da onda resultante para uma posição que faria parecer que ele chegou ao destino antes do pico da onda direta.

Em simulação realizada pelos pesquisadores, o som se propagava debaixo d’água a 1.500 metros por segundo. Mesmo assim, os picos de energia resultantes da interferência pareciam se deslocar a 1.694,5 m/s e 2.782,5 m/s. A velocidade mais alta, portanto, era quase o dobro da velocidade do som utilizada no modelo.

A aparente superação do limite, no entanto, não significa que algo tenha realmente ultrapassado a velocidade da luz. “Provamos que a velocidade da informação é menor ou igual à velocidade da luz no vácuo, portanto, o efeito não viola a relatividade especial”, escrevem no estudo o acústico John L. Spiesberger, da Universidade da Pensilvânia (EUA), e o oceanógrafo Eugene Terray, da Woods Hole Oceanographic Institution.

Tudo começou com o canto das baleias

• A pesquisa tem origem em estudos sobre como localizar baleias no oceano;
• Para descobrir a posição de uma baleia, pesquisadores podem utilizar vários hidrofones, equipamentos capazes de registrar sons debaixo d’água. Comparando o momento em que o chamado chega a cada sensor, é possível triangular a localização do animal;
• O problema é que, em determinadas condições, o método pode produzir erros significativos;
• Em um trabalho publicado em 2025, Spiesberger e seus colegas identificaram um fenômeno que poderia ajudar a explicar parte dessas discrepâncias.

Quando uma baleia está suficientemente próxima da superfície, uma parte do som emitido segue diretamente até o hidrofone. Outra parte pode atingir a superfície da água e ser refletida antes de chegar ao sensor.

Quando as duas ondas se encontram no hidrofone, ocorre interferência. A combinação altera a forma da onda recebida e pode deslocar o ponto de maior intensidade do sinal.

No trabalho anterior, os pesquisadores observaram que essa interferência podia fazer o som parecer mais lento do que a onda que percorria diretamente o caminho entre a baleia e o sensor. Ao testar diferentes formatos de pulsos sonoros, porém, Spiesberger percebeu que o efeito também poderia acontecer no sentido oposto.

Pico da onda pode parecer chegar antes

Imagine duas ondas partindo da mesma fonte. Uma segue diretamente até o receptor; a outra percorre um caminho mais longo, refletindo em uma superfície antes de chegar ao mesmo ponto. Se a diferença de tempo entre as duas for ajustada de determinada maneira, a interferência pode remodelar o pulso resultante.

O resultado é curioso: o pico de energia da onda combinada pode chegar ao receptor antes do pico da onda que percorreu apenas o caminho direto.

Foi esse comportamento que apareceu nas simulações.

Com o som viajando a 1,5 mil metros por segundo na água, os pesquisadores encontraram picos de energia que pareciam se propagar a 1.694,5 m/s e 2.782,5 m/s. O segundo valor representa velocidade quase duas vezes maior que a do som utilizado no modelo.

Mas há uma diferença fundamental entre o deslocamento do pico de energia e a velocidade da informação.

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A informação continua limitada pela luz

Para descobrir se o fenômeno poderia realmente permitir uma comunicação mais rápida que a luz, os pesquisadores fizeram outra simulação. Eles modelaram a transmissão de dois sinais diferentes, representados pelos números 1 e 0.

Até determinado instante, chamado de tempo zero, os dois sinais eram idênticos. Nesse momento, a fonte mudava para 1 ou 0, e a alteração começava a viajar até o receptor pelos caminhos direto e refletido.

O instante em que o receptor consegue determinar de maneira confiável se recebeu 1 ou 0 representa o momento em que uma nova informação efetivamente chegou ao destino.

O resultado foi compatível com a relatividade: a informação não chegou mais rápido do que o sinal que percorria o caminho direto.

A interferência conseguiu deslocar o pico de energia para a frente, criando a impressão de velocidade maior, mas não conseguiu fazer com que o receptor recebesse uma informação nova antes que ela tivesse tempo de percorrer o trajeto direto.

Ou seja, o fenômeno pode produzir uma espécie de velocidade aparente superluminal, mas não permite transmitir informação acima da velocidade da luz no vácuo.

Curiosamente, os pesquisadores também observaram que a interferência pareceu proporcionar um pequeno aumento na velocidade de transmissão da informação, embora ainda abaixo do limite imposto pela relatividade. Eles afirmam não ter certeza sobre a razão desse comportamento.

E se isso também acontecer com a luz?

A parte mais especulativa da pesquisa está justamente aí. Os autores propõem que o mesmo mecanismo de combinação entre um caminho direto e outro refletido poderia funcionar não apenas com ondas sonoras, mas, também, com ondas eletromagnéticas no vácuo.

“Nossa conjectura de que o efeito do caminho direto + refletido existe para ondas eletromagnéticas fornece um mecanismo de propagação superluminal diferente do tunelamento de micro-ondas, do tunelamento quântico e da dispersão anômala”, escrevem os pesquisadores.

Eles ressaltam, porém, que fenômenos desse tipo podem produzir velocidades superiores à da luz para determinados aspectos da onda, enquanto a velocidade da informação continua abaixo do limite relativístico. Por isso, o próximo passo será tentar observar o efeito experimentalmente, seja utilizando ondas sonoras, seja com luz.

Caso o fenômeno também seja confirmado para ondas eletromagnéticas e produza os efeitos previstos, os pesquisadores afirmam que ele poderia representar uma maneira particularmente simples de observar uma propagação aparentemente superluminal.

“Efeitos físicos clássicos às vezes encontram equivalentes na mecânica quântica, e pode valer a pena considerar se o caminho direto + refletido possui analogias no mundo quântico”, concluem Spiesberger e Terray.

Por enquanto, portanto, a velocidade da luz continua segura. O que a pesquisa apresenta é algo mais sutil: uma forma de fazer o pico de energia de uma onda parecer chegar mais rápido ao destino sem permitir que a informação faça o mesmo.

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