Podróżujący międzygwiezdnie astronauci mogliby napotkać wyjątkowe wyzwania komunikacyjne ze względu na ograniczenia nałożone przez prawa fizyki, w szczególności związane z prędkością światła i dylatacją czasu.

Najbliższy system gwiazdowy, Alpha Centauri, znajduje się ponad 4 lata świetlne od nas. Komunikacja na takich dystansach jest znacząco opóźniona – wysłanie wiadomości do Marsa zajmuje minuty, a dotarcie do zewnętrznych planet – godziny. W przypadku odległości międzygwiezdnych, przekazanie wiadomości mogłoby zająć lata.

Specjalna teoria względności Alberta Einsteina uczy nas, że zegary nie są zsynchronizowane we wszechświecie. Podróżnicy na pokładzie statku kosmicznego doświadczaliby dylatacji czasu, w której czas płynąłby wolniej niż dla ludzi na Ziemi. Ten efekt jest już mierzalny; na przykład, musi być uwzględniony w synchronizacji sygnałów z satelitów GPS.

W naszym wyimaginowanym scenariuszu podróżnicy poruszają się tak blisko prędkości światła, jak to możliwe, co jest absolutnie niezbędne do propagacji w galaktyce. Z powodu dylatacji czasu, pasażerowie nie doświadczyliby lat i dekad podróży; dla nich, w zależności od tego, jak szybko się poruszają, mogłoby minąć tylko kilka tygodni lub miesięcy.

Taka dylatacja czasu wprowadzałaby poważne problemy w koordynacji wiadomości, co wymagałoby znacznego nakładu matematycznego. Chociaż byłoby to uciążliwe, nie byłoby to najtrudniejszą częścią podróży międzygwiezdnej. Zamiast tego, statek kosmiczny poruszający się z prędkością zbliżoną do prędkości światła cierpiałby na poważne okresy braku komunikacji.

W swoim artykule badacze zbadali dwa hipotetyczne scenariusze podróży międzygwiezdnej. W pierwszym podróżnicy ciągle przyspieszaliby swój statek kosmiczny z przyspieszeniem 1 g, co zbliżałoby ich coraz bardziej do prędkości światła. Ciekawostką tego rodzaju ciągłego przyspieszenia byłoby wprowadzenie horyzontu zdarzeń. Gdyby ludzie na Ziemi wysłali wiadomość do statku kosmicznego, ta wiadomość byłaby ograniczona do prędkości światła. Goniliby za statkiem kosmicznym, ale tymczasem statek również oddalałby się od sygnału. Jeśli wiadomość zostałaby wysłana wystarczająco wcześnie, ostatecznie dotarłaby do statku po znacznym opóźnieniu. Ale jeśli czekaliby zbyt długo, wiadomość nigdy by nie dotarła; statek kosmiczny zawsze byłby o krok przed wiadomością, a z ich perspektywy sygnały z Ziemi ostatecznie zniknęłyby.

Drugi scenariusz stawia przed nami inne wyzwania. Badacze rozważali przypadek statku kosmicznego wysłanego do odległego celu. Na początku statek kosmiczny ciągle przyspieszałby, ale w połowie podróży odwróciłby się i zwolnił, aby nie przelecieć obok swojego celu. Ten scenariusz wprowadza własny zestaw wyzwań komunikacyjnych.

Po pierwsze, statek kosmiczny przestanie otrzymywać wiadomości z Ziemi po pewnym czasie. Te wiadomości ostatecznie dotarłyby do statku kosmicznego, ale dopiero po dotarciu do celu i zatrzymaniu się.

Z drugiej strony, statek kosmiczny mógłby wysyłać sygnały na Ziemię, a te sygnały zawsze docierałyby do celu. Sygnały wysłane z miejsca docelowego (powiedzmy, kolonii już założonej na odległej planecie) zawsze docierałyby do statku kosmicznego, gdy ten przemieszczałby się w tym kierunku.

Ale sygnały wysłane ze statku kosmicznego do miejsca docelowego nie dotarłyby tam, dopóki statek nie zbliżyłby się na krótko przed własnym przybyciem, w którym czasie wszystkie wysłane wiadomości zebrałyby się na sobie, ogłaszając przybycie statku.

Te realia oznaczają, że komunikacja z bliską prędkością światła statków kosmicznych byłaby bardzo trudna. Wszystkie międzygwiezdne pojazdy muszą działać niezależnie, ponieważ po pewnym czasie zostaną odcięte od Ziemi. Jeśli pojawi się problem, będą mogli powiadomić o nim ludzi na Ziemi, ale nie będą mogli usłyszeć odpowiedzi.

Również odległe kolonie nie dowiedzą się o wyrzuceniu statku kosmicznego w ich kierunku, dopóki nie dotrze tam krótko przed przybyciem statku.

Bez względu na wszystko, podróż międzygwiezdna byłaby samotną podróżą.

Źródło: Yahoo News