ข่าวร้ายสำหรับการเดินทางระหว่างดวงดาว: ยานอวกาศความเร็วแสงอาจมีปัญหาในการติดต่อ

การสื่อสารเป็นสิ่งสำคัญ นั่นเป็นเรื่องจริงบนโลกและก็จริงในอวกาศด้วย แต่ในอวกาศ คุณต้องต่อสู้กับข้อเท็จจริงที่สำคัญของชีวิต ความเร็วแสงมีจำกัดและระยะห่างระหว่างโลกค่อนข้างใหญ่ ระหว่างระบบดาวพวกมันมีขนาดใหญ่มาก การวิเคราะห์เมื่อเร็วๆ นี้แสดงให้เห็นว่าการสื่อสารกับยานอวกาศที่เดินทางด้วยความเร็วใกล้แสงจะเป็นอย่างไร และนั่นไม่ใช่ข่าวดีอย่างแน่นอน

ในการวิเคราะห์ซึ่งโพสต์บนเซิร์ฟเวอร์ก่อนการพิมพ์และยังไม่ได้รับการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิ นักวิจัย David Messerschmitt, Ian Morrison, Thomas Mozdzen และ Philip Lubin จินตนาการถึงสองสถานการณ์ด้วยยานอวกาศที่เดินทางเข้าใกล้- ยานพาหนะคันนี้ยังไม่มีอยู่จริง แต่ไม่มีสิ่งใดในทางฟิสิกส์ที่ปฏิเสธว่ามันอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างได้ เป็นยานพาหนะที่ไม่เคยหมดแรงผลักดันและเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง 1 กรัม เช่นเดียวกับแรงดึงแรงโน้มถ่วงในขณะที่เรายืนอยู่บนโลก

สถานการณ์แรกเห็นยานอวกาศรักษาความเร่งนี้ไว้ในขณะที่มันเคลื่อนตัวออกจากโลก ในตอนแรกการสื่อสารจะทำงานได้แม้ว่าจะมีความล่าช้าเนื่องจากความจำกัดของความเร็วแสง แต่หลังจากนั้นไม่นานข้อความจากโลกก็ไม่สามารถเข้าถึงยานอวกาศได้อีกต่อไป เมื่อยานเข้าใกล้ความเร็วแสงมากขึ้นเรื่อยๆ มันก็จะก้าวนำหน้าข้อความอยู่เสมอ ยานอวกาศจะไม่สัมผัสกับโลกอีกต่อไป

นอกจากนี้ยังมีเอฟเฟกต์ที่แปลกประหลาดอีกประการหนึ่ง แต่สิ่งนี้เกิดขึ้นบนยาน วัตถุที่เคลื่อนที่เข้าใกล้ความเร็วแสง- นาฬิกาของมันเดินช้าลง ดังนั้นสำหรับคนบนเครื่อง ยานอวกาศที่เร่งความเร็ว 1 กรัมจะใช้เวลาเพียงเท่านี้20 ปีเพื่อไปถึงใจกลางกาแล็กซี (ซึ่งอยู่ห่างออกไป 26,000 ปีแสง) และเพียง 45 ปีก็จะถึงขอบจักรวาลที่มองเห็นได้ (ห่างออกไปหลายหมื่นล้านปีแสง)

สถานการณ์ที่สอง ยานอวกาศเร่งความเร็วที่ 1g ชั่วขณะหนึ่งก่อนจะชะลอตัวลงที่ 1g เมื่อเข้าใกล้จุดหมายปลายทาง การสื่อสารจากโลกจะได้รับผลกระทบในลักษณะเดียวกับกรณีแรก จนกระทั่งในช่วงชะลอตัวเมื่อข้อความทั้งหมดติดอยู่กับยานอวกาศ ปลายทางสามารถสื่อสารกับยานอวกาศแทนได้ แต่ข้อความมีแนวโน้มที่จะสะสมเมื่อยานอวกาศเข้ามาใกล้มากขึ้น คุณจะไม่ได้รับชุดข้อความที่ประกาศการมาถึงของพวกเขาอย่างกระจัดกระจายก่อนที่พวกเขาจะอยู่ใกล้กัน

“ยานอวกาศ Interstellar และลูกเรือของพวกเขาจะต้องยอมรับปฏิบัติการที่เป็นอิสระสูงและละทิ้งแนวคิดในการรักษาปฏิสัมพันธ์ระหว่างการปฏิบัติงานและทางสังคมกับที่ต้นทางหรือปลายทางตลอดภารกิจ ยกเว้นช่วงเวลาสั้นๆ หลังจากการปล่อยตัวหรือก่อนที่จะลงจอด” ผู้เขียนเขียน ในกระดาษ

งานนี้พิจารณาถึงผลกระทบแบบคลาสสิกและเชิงสัมพัทธภาพบางประการ แต่ยังมีอีกหลายอย่างที่ยังไม่ได้รับการพิจารณาว่าจะส่งผลต่อการสื่อสาร สัญญาณจากเรือที่กำลังเคลื่อนที่จะพบกับเอฟเฟกต์ดอปเปลอร์ เช่น เสียงไซเรนของรถพยาบาลจะเปลี่ยนไป หากเรือกำลังเข้าใกล้หรือขับออกไปจากคุณ ดังนั้นคุณจึงต้องมีเสาอากาศที่สามารถตรวจจับแสงซึ่งความถี่จะเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา และมีความคลาดเคลื่อนเชิงสัมพัทธภาพ นั่นคือแสงของวัตถุที่กำลังเคลื่อนที่จะรวมศูนย์ในทิศทางการเคลื่อนที่ในรูปทรงกรวย

ดังนั้นหากเราสร้างยานอวกาศ ลูกเรือของมันจะอยู่ได้ด้วยตัวเองหลังจากนั้นไม่นาน

กระดาษถูกผ่านรายการไปยังเซิร์ฟเวอร์ก่อนพิมพ์แล้วอาร์เอ็กซ์-

เวอร์ชันก่อนหน้าของบทความนี้ถูกเผยแพร่ใน-