חדשות רעות לנסיעות בין-כוכביות: ספינות חלל במהירות קלות יתקשו לשמור על קשר

תקשורת היא המפתח. זה נכון בכדור הארץ וזה נכון בחלל. אבל בחלל, אתה צריך להתמודד עם עובדת חיים מכרעת. מהירות האור היא סופית והמרחקים בין העולמות די גדולים; בין מערכות כוכבים הם עצומים. ניתוח עדכני צופה איך זה יהיה לתקשר עם חללית שנעה קרוב למהירות האור. וזה בהחלט לא חדשות טובות.

בניתוח שלהם, שהועלה לשרת טרום-הדפסה וטרם זכה לביקורת עמיתים, החוקרים דיוויד מסרשמיט, איאן מוריסון, תומס מוזדזן ופיליפ לובין מדמיינים שני תרחישים עם חללית שנוסעת קרוב ל-. הרכב הזה לא קיים (עדיין) אבל שום דבר בפיזיקה לא מכחיש שאולי אפשר לבנות אותו. זה רכב שלעולם לא יוצא מכוח הדחף ונע בתאוצה של 1 גרם, זהה למשיכה של כוח המשיכה בזמן שאנחנו עומדים על כדור הארץ.

התרחיש הראשון רואה ספינת חלל שומרת על התאוצה הזו כשהיא מתרחקת מכדור הארץ. בהתחלה התקשורת תעבוד, אמנם בפיגור בגלל סופיות מהירות האור, אבל לאחר זמן מה הודעות מכדור הארץ לא יוכלו להגיע יותר לחללית. ככל שהמלאכה מתקרבת יותר ויותר למהירות האור, היא תמיד תהיה צעד לפני המסר. החללית לא תהיה יותר במגע עם כדור הארץ.

יש גם אפקט מוזר נוסף אבל זה על סיפונה של כלי השיט. חפץ שנע קרוב למהירות האור חווה. השעון שלו מאט. אז עבור מישהו על הסיפון, החללית שתאיץ ב-1 גרם ייקח בדיוק20 שנהלהגיע למרכז הגלקסיה (שמרוחק 26,000 שנות אור משם). ורק 45 שנים להגיע לקצה היקום הנראה (מרחק עשרות מיליארדי שנות אור).

התרחיש השני רואה את החללית מאיץ ב-1g לזמן מה לפני האטה ב-1g כשהיא מתקרבת ליעד. התקשורת מכדור הארץ תושפע באותו אופן כמו המקרה הראשון, עד בשלב ההאטה כאשר כל המסרים יתפסו את החללית. במקום זאת, היעד יכול לתקשר עם החללית, אך ההודעות ייטו להצטבר ככל שהחללית תתקרב. לא תקבלו סט הודעות מפוזר יפה שמודיעות על הגעתם הרבה לפני שהם קרובים מאוד.

"חלליות בין-כוכביות והצוותים שלהן חייבים לקבל פעולות אוטונומיות מאוד, ולנטוש מושגים של שמירה על אינטראקציות מבצעיות וחברתיות עם אלה במוצא או ביעד לאורך המשימה, למעט תקופה קצרה לאחר השיגור או לפני הנחיתה", כתבו המחברים. בעיתון.

העבודה בחנה כמה השפעות קלאסיות ורלטיביסטיות, אבל יש עוד יותר שלא נלקחו בחשבון שישפיעו על התקשורת. האותות מספינה נעה יחוו אפקט דופלר כמו גובה צפירת אמבולנס משתנה אם היא מתקרבת או נוסעת ממך. אז אתה צריך אנטנות שיכולות לזהות אור שהתדר שלו ישתנה עם הזמן. ויש סטייה רלטיביסטית: האור של עצם נע מרוכז בצורה חרוטית לכיוון התנועה.

אז אם אי פעם נבנה חללית, הצוות שלה יסתדר לבד לאחר זמן מה.

הנייר פורסם לשרת ההדפסה המוקדמתarXiv.

גרסה קודמת של מאמר זה פורסמה ב.