Vești proaste pentru călătoriile interstelare: Ar putea exista probleme de comunicații între navele spațiale

Comunicarea este esențială. Acest lucru este adevărat atât pe Pământ, cât și în spațiu. Cu toate acestea, în spațiu, trebuie să-i faci față unei realități cruciale. Viteza luminii este finită, iar distanțele dintre lumi sunt destul de mari; între sistemele stelare, acestea sunt imense. O nouă analiză, încă neevaluată de alți cercetători, își imaginează cum ar fi comunicarea între navele spațiale care zboară cu viteza luminii. Veștile nu sunt bune.

Cercetătorii David Messerschmitt, Ian Morrison, Thomas Mozdzen și Philip Lubin își imaginează două scenarii cu privire la navele spațiale cu viteza luminii. Astfel de nave nu există (încă), dar nimic în fizică nu neagă posibilitatea construirii lor. Acestea sunt nave care nu își întrerup niciodată propulsia și se deplasează cu o accelerație de 1g, la fel ca forța gravitațională pe care o simțim când stăm pe Pământ.

• Ce a descoperit Telescopul Spațial James Webb pe un super-Pământ topit?
• Astronomii au observat cum o stea neutronică adormită „s-a trezit la viață”

Primul scenariu presupune ca o navă să mențină această accelerație pe măsură ce se îndepărtează de Pământ. La început, comunicarea va funcționa, deși cu întârziere, din cauza finitudinii vitezei luminii, dar după un timp, mesajele de la Pământ nu vor mai putea ajunge la nava spațială. Pe măsură ce nava se apropie tot mai mult de viteza luminii, va fi mereu înaintea mesajului. Nava spațială nu va mai fi în contact cu Pământul.

Navele spațiale cu viteza luminii vor avea probleme în a comunica

Există și un alt efect ciudat la bordul navei. Un obiect care se deplasează aproape de viteza luminii experimentează dilatarea timpului. Ceasul său încetinește. Așadar, pentru cineva aflat la bord, nava spațială care accelerează cu 1g ar avea nevoie de 20 de ani să ajungă în centrul galaxiei (care este la 26.000 de ani-lumină distanță). Și de 45 de ani pentru a ajunge la marginea Universului vizibil (la zeci de miliarde de ani-lumină distanță).

Al doilea scenariu presupune ca nava spațială să accelereze cu 1g pentru o perioadă înainte de a încetini cu 1g pe măsură ce se apropie de o destinație. Comunicarea de la Pământ ar fi afectată în același mod ca în primul caz, până în faza de decelerare, când toate mesajele ar ajunge la nava spațială. Destinația ar putea comunica cu naveta, dar mesajele vor avea tendința de a se acumula pe măsură ce nava spațială se apropie. Nu va fi primit un set de mesaje frumos distribuite care să anunțe sosirea cu mult înainte de a fi foarte aproape, notează IFLScience.

Va afecta descoperirea viitorul călătoriilor interstelare?

„Navele spațiale interstelare și echipajele lor trebuie să accepte operațiuni extrem de autonome și să renunțe la ideea de a menține interacțiuni operaționale și sociale cu cei de la bază sau de la destinație pe tot parcursul misiunii, cu excepția unui scurt interval după lansare sau înainte de aterizare”, au scris autorii în lucrare.

Lucrarea a analizat câteva efecte clasice și relativiste, dar există și altele care nu au fost luate în considerare și care ar putea afecta comunicările. Semnalele de la o navă în mișcare vor experimenta un efect Doppler asemănător cu cel al schimbării tonului unei sirene de ambulanță dacă se apropie sau se îndepărtează. Așadar, sunt necesare antene care să poată detecta lumina cu frecvență schimbătoare în timp. Și există și abatere relativistă: lumina unui obiect în mișcare se concentrează conic către direcția mișcării.

Așadar, dacă vom construi vreodată o navă spațială, echipajul va fi pe cont propriu după un timp.

Studiul este disponibil pe arXiv.

Vă recomandăm să citiți și:

Telescopul Hubble măsoară dimensiunea celei mai apropiate planete de mărimea Pământului, aflată în tranzit

Telescopul Hubble dezvăluie o galaxie cu un trecut exploziv

Telescopul Webb a descoperit o strălucire „extremă” de la primele galaxii ale Universului

Atmosfera planetei Marte strălucește în nuanțe de verde pe timpul nopții