Ljudet är snabbare än ljuset
Är ljuset eller ljudet snabbast? Åskan eller blixten? Ljuset är sannolikt det snabbaste som finns, men din upplevelse av ljud är faktiskt snabbare. Tänk på vad som händer i en start på ett 100-meterslopp
1. Startpistolen avfyras.
2. Ljudet från pistolen fångas upp av örat.
3. Celler i örat registrerar vågrörelsen och gör dem till elektriska signaler som skickas till hjärnan.
4. Hjärnan jämför ljudet med minnen och tolkar ljudet som en startsignal och skickar en signal till motoriska barken att börja springa.
5. Signalen från motoriska barken når musklerna och sprintern skjuter iväg ur startblocket.

Foto: Nick Webb London, United Kingdom. CC BY 2.0
Punkt 2 till 5 brukar kallas reaktionstiden och om sprintern rusar iväg innan 0,10 s efter startskottet då anses det vara en tjuvstart. En genomgång av alla starter visar att reaktionstiden, d v s tiden mellan punkt 2 och 5, i snitt ligger på 0,15 s. Det verkar inte heller som om reaktionstiden kan tränas upp.
Eftersom ljudet färdas med ca 340 m/s tar det 0,303 sekunder för ljudet att förflytta sig till målet 100 meter bort. Om någon tar tiden vid målet måste han alltså reagera på rökpuffen ur pistolen och inte ljudet som kommer långt senare. Det är alltså bra att befinna sig nära startpistolen som sprinter. Det ändrades först 1995 då startskottet ersattes av ett ljud i startblocken för att ge alla sprinters samma chans. Före 1995 hade alltså sprinters med innerspår en markant fördel i starten.

Källa Nasa.
Sett från läktaren verkar det som sprinters tjuvstartar. Om du sitter 60 meter från starten tar det 0,0000002 s för ljuset att nå näthinnan. Ljudet är dock en miljon gånger långsammare och når örat först efter 0,18 s och då har de flesta löparna redan börjat springa. Från åskådarplats ser det därför ut som en tjuvstart, som om löparna springer iväg innan startskottet. För en snål åskådare som sitter i ett högt träd tre kilometer bort och ser loppet genom kikare går löparna i mål före startskottet.
Pistolen skapar dock inget ljud, utan en tryckförändringen i luften. Det är först när dessa vågrörelser når örat som tryckförändringen börjar en resa genom hjärnan som leder till det vi upplever som ljud. Från innerörat till hjärnstammen tar det ungefär 0,01 s. Därefter skickas signalen vidare via thalamus till tinningloben och sedan till den motoriska barken där rörelsen planeras. Därefter skickas kommandon ut till musklerna. För en löpare som är 180 cm tar det sista steget 0,026 s. Man har räknat ut att den sammanlagda tiden för alla dessa skeenden inte kan understiga 0,10 s. Startar man snabbare än så rör det sig om en tjuvstart.
Eftersom ljuset är nästan en miljon gånger snabbare än ljudet borde kanske ljussignalar ge snabbare starter? Men så fungerar det inte. Ljus tar nämligen längre tid att bearbeta. I snitt tar en start med ljus 0,19 s. Bilder är mer komplexa upplevelser än ljud. Men hur kommer det sig att din upplevelse av ljud och bild hänger ihop när de tar olika tid för hjärnan? Jo, en av hjärnans uppgifter är att skapa en värld som hänger samman. I själva verket släpar du efter verkligheten, men du märker det inte. Inte minst för att det går tio gånger så många feedback-signaler från hjärnan som från ögonen till synbarken. Du ser alltså oftast det som redan finns i huvudet. Du ser det du förväntar dig att se.
Trick som förlänger tiden
Att fånga dagen är ett slitet uttryck och dagen går inte heller att fånga, men du kan fånga en sekund en kort stund. Om du har en klocka med sekundvisare som hoppar en sekund i taget, håll huvudet stilla och titta först på sekundvisaren. Titta sedan hastigt bort så långt du kan i synfältet utan att röra huvudet. Kasta sedan en blick, utan att röra huvudet, tillbaka på klockan. Du kommer att uppleva att sekundvisaren står stilla i över en sekund. Upprepa försöket några gånger tills du ser att sekundvisaren dröjer kvar ovanligt länge. Ju längre bort du tittar från klockan, desto längre tycks också sekundvisaren stå stilla. Men kom i håg att hålla huvudet stilla och bara flytta blicken.

Fladdermöss bygger upp sina inre modeller av yttervärlden med ljud som studsar. Människor använder ljus från solens inre som studsar runt och fångas av olika pigment. I hjärnan finns varken ljud eller bilder utan elektrokemiska signaler som bygger upp modeller av yttervärldens som ökar chansen att överleva. Utan hjärnor skulle det alltså inte finnas vare sig bilder eller ljud.
Våra hjärnor använder ljus som en fladdermus använder ljud. Fladdermöss skickar korta, snabba ljudstötar i olika riktningar för att bygga upp en bild i hjärnan. För att bygga upp en bild, måste våra ögon på samma sätt fånga upp ljus som studsar runt i räta vinklar från yttervärlden. Det sker genom att blicken ständigt förflyttar sig genom att för en bråkdel av en sekund fixera vid något och sedan gå vidare. Dessa ryckiga rörelser mellan fixering kallas sackader. Ögonen flyttar sig tre gånger per sekund och hjärnan bygger i efterhand upp en begriplig bild av yttervärlden. Under själva förflyttningen är vi blinda. Vi är alltså blinda större delen av tiden då vi tittar. Om du inte tror mig, ställ dig då framför en spegel och titta på den ena pupillen och sen den andra, flacka med blicken fram och tillbaka. Du ser inte att pupillerna rör sig för just då är du blind. En kompis som tittar på dina ögon ser rörelserna hur tydligt som helst. Men du ser ingenting. Vi märker inte av denna blindhet, lika lite som vi märker av att vi har två stora hål i vårt synfält – den så kallade blinda fläcken – en bit ute till höger och vänster.

Linjerna visar hur blicken läser av ett aniskte. Det är ganska mycket som vi inte ser. Bild: Simon Viktória, CC BY-SA 2.0,
För att kompensera för denna tillfälliga blindhet gissar hjärnan vad du borde ha sett medan du var blind. När blicken flyttar sig från ena hörnet av synfältet till klockan, då skapar hjärnan en förväntad bild av klockan med sekundvisare. Om det tar, säg 300 millisekunder, för ögat att flytta sig till sekundvisaren kommer din hjärna att anta att sekundvisaren varit där i 300 millisekunder redan. Därmed kommer sekunden att kännas längre. Det är därför som sekundvisaren tycks dröja sig kvar ibland och nästan kännas som två sekunder.
Höga Kusten Winter Trail
Snart är det jul igen och efter julen så kommer påsken, men det är inte riktigt sant för dessförinnan springer jag Höga Kusten Winter Trail. Det blir en rejäl utmaning. 50 kilometer löpning i kuperad terräng och massor av snö. Det blir något helt nytt. Den 25 februari smäller det.


















Antal kommentarer: 1
Johan Renström
Hej Perry,
Jag tycker det är kul att variera mig och skriver inte alltid om löpning trots att det är en blogg på RW och de flesta nog vill läsa om löpning. Men lite löpning och träning var det ju i alla fall:) Jo din fråga Personer som suttit i grymma isoleringsceller och berövats alla intryck börjar generera bilder och ljud som är hur verkliga som helst. Det gör vi alla andra också när vi sover. Vi får inga intryck men ser och hör allt möjligt. Så både ljud och bilder finns redan i hjärnan. Vi ser och hör till stor del det vi förväntar oss att se och höra och det lever bl a illusionister och magiker på.