مسافران سفرهای بین ستاره ای در تنهایی مطلق فرو می روند
سال ها انتظار برای دریافت یک پیام از زمین
مهندس وب: بر طبق مقاله ای که بتازگی بصورت پیش چاپ انتشار یافته است فضانوردان سفرهای بین ستاره ای به سبب اتساع زمان با تاخیرهای ارتباطی طولانی مدت مواجه خواهند شد و در مسافرت خود تنها خواهند ماند.
به گزارش مهندس وب به نقل از ایسنا و به نقل از اسپیس، قوانین فیزیک موجب می شوند که ارتباط با فضاپیماهایی که با سرعتی نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند، بسیار چالش برانگیز باشد.
باتوجه به مسافت ها و سرعت های تعجب آور مورد نیاز برای انجام سفرهای بین ستاره ای، انجام چنین کاری برای بشریت بسیار دشوار و حتی نا ممکن خواهد بود. اما تحقیقات جدید چالش دیگری را نشان میدهد و آن قطع ارتباط است.
نزدیک ترین منظومه ستاره ای بعدی به منظومه ستاره ای ما، آلفا قنطورس بوده که بیش از چهار سال نوری از ما فاصله دارد، بدین سبب اگر بخواهیم در میان ستارگان پخش شویم باید این کار را به روشی «آهسته» انجام دهیم.
این بدان معناست که ما به صورتی نیروی محرکه نیاز داریم که بتواند ما را به سرعت نور نزدیک کند، اما از آن تجاوز نکند. دانشمندان در مقاله ای که بتازگی در پایگاه داده پیش چاپ arXiv قرار گرفته، توضیح می دهند که حتی اگر ما به این هدف بلندپروازانه نائل شویم، این شیوه حمل و نقل آینده نگرانه انواع چالش های ارتباطی را به همراه خواهد داشت.
نخستین مشکل این است که خود نور نیز تنها می تواند با سرعت محدودی حرکت نماید. در صورتیکه این مساله در برقراری ارتباط از فاصله نزدیک به زمین اختلالی ایجاد نمی کند اما مهندسان هنگام برقراری ارتباط با کاوشگرهای ارسال شده در سراسر منظومه شمسی باید با این چالش مقابله کنند. برای مثال، هم اکنون چند دقیقه طول می کشد تا پیام های ما به مریخ برسد و ساعت ها طول می کشد تا به سیارات بیرونی برسد. اما برای برقراری ارتباطات در فواصل دورتر مانند ارتباط با فضاپیمایی که به یک منظومه ستاره ای با فاصله چندین سال نوری از ما ارسال شده باید چندسال منتظر بمانیم. اما این تنها مانع در این کار نیست.
نسبیت خاص به ما می آموزد که ساعت ها در سرتاسر جهان هماهنگ نیستند. مسافران این فضاپیما اتساع زمان را تجربه می کنند، که در آن زمان برای آنها کندتر از زمان برای مردم روی زمین جریان می یابد. این اثر هم اکنون قابل اندازه گیری است. برای مثال، برای همگام سازی سیگنال های ماهواره های GPS باید در نظر گرفته شود.
اما در سناریوی فرضی ما مسافران تا حد امکان به سرعت نور نزدیک شده اند. به سبب اتساع زمان، مسافران سالها و دهه های سفر را تجربه نمی کنند. برای آنها، بسته به سرعت حرکت شان، ممکنست فقط هفته ها یا ماه ها گذشته باشد.
این اتساع زمان مشکلاتی جدی برای هماهنگ کردن پیام ها به وجود می آورد که به مقدار قابل توجهی ریاضیات نیاز دارد. اما این سخت ترین بخش سفر بین ستاره ای نیست. در عوض، فضاپیماهایی که با سرعت نزدیک به نور حرکت می کنند، گرفتار دوره های خاموشی شدید ارتباطی می شوند.
پژوهشگران در مقاله خود دو سناریوی فرضی سفر بین ستاره ای را بررسی کردند.
در مرحله اول، مسافران با یک شتاب ثابت به مسیر خود ادامه می دهند. همان شتابی که بطور طبیعی توسط گرانش زمین فراهم می شود. این امر فضاپیمای آنها را به سرعت نور نزدیک تر می کند.
این نوع شتاب ثابت یک افق رویداد را معرفی می کند. اگر مردم زمین پیامی به این فضاپیما بفرستند، آن پیام با سرعت نور محدود می شود.
پیام به سمت سفینه فضایی پیش می رود اما در این میان، فضاپیما نیز از سیگنال دور می شود. اگر پیام به اندازه کافی زود ارسال شود، در نهایت بعد از یک تاخیر زمانی قابل توجه به فضاپیما می رسد. اما اگر بیش از اندازه منتظر بمانیم، پیام هیچ گاه به دست مسافران نخواهد رسید. فضاپیما همیشه یک قدم جلوتر از پیام خواهد بود و از نظر آنها، سیگنال های زمین در نهایت در تاریکی فرو می روند.
سناریوی دوم چالش های مختلفی را ارائه می دهد. پژوهشگران یک فضاپیما را بررسی کردند که به مقصدی دور فرستاده شده است. در ابتدا فضاپیما دائما شتاب می گیرد اما در میانه مسیر، سرعت خودرا می کاهد تا از کنار هدف خود رد نشود. این سناریو مجموعه ای از چالش های ارتباطی را معرفی می کند.
ابتدا، بعد از مدت زمان معینی دریافت پیام از زمین متوقف می شود. این پیام ها در نهایت به فضاپیما می رسند، اما تنها بعد از رسیدن آن به مقصد و توقف حرکت.
از طرف دیگر، فضاپیما می تواند سیگنال هایی را به زمین ارسال نماید و این سیگنال ها همیشه به اهداف خود می رسند. همچنین، سیگنال های ارسال شده از مقصد همیشه در صورتیکه فضاپیما در آن جهت درحال حرکت است به آن می رسد.
اما سیگنال هایی که از فضاپیما به مقصد ارسال می شود تا آن زمان که خود فضاپیما به مقصد برسد، به آن نمی رسند و در این زمان همه پیام های ارسال شده روی یکدیگر انباشته می شوند و ورود فضاپیما را اعلام می کنند.
این موارد به این معناست که ارتباط با فضاپیماهایی که نزدیک به سرعت نور حرکت می کنند بسیار چالش برانگیز خواهد بود. همه وسایل نقلیه بین ستاره ای باید بطور مستقل عمل کنند، برای اینکه بعد از مدت زمان مشخصی، ارتباط آنها با زمین قطع می شود. اگر مشکلی پیش بیاید، آنها می توانند در مورد آن به مردم روی زمین اطلاع بدهند، اما نمی توانند پاسخی دریافت نمایند.
مهم نیست که چه سفر بین ستاره ای پیش گرفته اید در این سفر تنها خواهید بود.
منبع: مهندس وب
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب