doi.org/10.48550/arXiv.2311.14039
Credibilidade: 878
#Dilatação
As leis da física significam que a comunicação com naves espaciais próximas da velocidade da luz seria muito desafiadora.
Devido às distâncias e velocidades alucinantes exigidas, as viagens interestelares seriam extraordinariamente difíceis, se não impossíveis, para a humanidade realizar. Mas novas pesquisas destacam ainda outro desafio: os apagões de comunicação.
O sistema estelar mais próximo do nosso, Alpha Centauri, está a mais de 4 anos-luz de distância, portanto, salvo qualquer revolução tecnológica de ficção científica nos próximos séculos, se quisermos nos espalhar entre as estrelas, teremos que faça isso da maneira “lenta”.
Isso significa que precisaríamos de algum tipo de método de propulsão que pudesse nos aproximar, mas não exceder, a velocidade da luz. Mas mesmo que atingíssemos este objetivo ambicioso, este modo de transporte futurista apresentaria todos os tipos de desafios de comunicação, explicam os cientistas num artigo recentemente carregado na base de dados de pré-impressão arXiv.
O primeiro problema é que a própria luz só pode viajar a uma velocidade finita. Embora isto não prejudique gravemente a comunicação perto da Terra, os engenheiros já têm de lidar com este desafio ao comunicarem com sondas enviadas através do sistema solar. Por exemplo, as mensagens levam minutos para chegar a Marte e horas para chegar aos planetas exteriores. Para comunicações a distâncias ainda mais longas – como um cenário imaginado de uma nave espacial enviada para algum sistema estelar a muitos anos-luz de distância – isso significaria que qualquer mensagem levaria anos para chegar à nave.
Mas esse não é o único obstáculo. A relatividade especial nos ensina que os relógios não estão sincronizados em todo o universo. Os viajantes a bordo da espaçonave experimentariam a dilatação do tempo, na qual o tempo fluiria mais lentamente do que para as pessoas na Terra. Este efeito já é mensurável; por exemplo, precisa ser levado em consideração para sincronizar sinais de satélites GPS.
Mas no nosso cenário imaginado, os nossos viajantes estão a mover-se o mais próximo possível da velocidade da luz. Isto é absolutamente essencial para a propagação pela galáxia. Devido à dilatação do tempo, os passageiros não vivenciariam anos e décadas de viagem; para eles, dependendo da rapidez com que se movessem, apenas semanas ou meses poderiam passar.
Esta dilatação do tempo introduziria sérios problemas para a coordenação de mensagens, o que requer uma quantidade significativa de matemática. Embora irritante, essa não seria a parte mais difícil da viagem interestelar. Em vez disso, as espaçonaves viajando quase à velocidade da luz sofreriam graves períodos de blecaute de comunicação.
No seu artigo, os investigadores investigaram dois cenários hipotéticos de viagens interestelares. No primeiro, os viajantes continuariam acelerando a sua nave espacial a uma aceleração constante de 1 g – a mesma aceleração fornecida naturalmente pela gravidade da Terra. Isto colocaria a sua nave espacial cada vez mais perto da velocidade da luz.
Curiosamente, este tipo de aceleração constante introduziria um horizonte de eventos. Se as pessoas da Terra enviassem uma mensagem à nave espacial, essa mensagem seria limitada à velocidade da luz. Ele avançaria em direção à nave espacial, mas enquanto isso, a nave também se afastaria do sinal. Se a mensagem fosse enviada com rapidez suficiente, acabaria por chegar ao navio após um atraso significativo. Mas se esperassem muito, a mensagem nunca chegaria; a espaçonave estaria sempre um passo à frente da mensagem e, da perspectiva deles, os sinais da Terra acabariam desaparecendo.
O segundo cenário oferece desafios diferentes. Os pesquisadores consideraram o caso de uma espaçonave enviada para um destino distante. No início, a espaçonave acelerava constantemente, mas no meio de sua jornada ela girava e desacelerava para não voar apenas perto de seu alvo. Este cenário introduziria o seu próprio conjunto de desafios de comunicação.
Primeiro, a espaçonave pararia de receber mensagens da Terra após um certo período de tempo. Essas mensagens acabariam por chegar à espaçonave, mas somente depois que ela chegasse ao seu destino e parasse de se mover.
Por outro lado, a espaçonave seria capaz de enviar sinais para a Terra, e esses sinais sempre alcançariam seus alvos. Além disso, os sinais enviados do destino (digamos, uma colónia já instalada num planeta distante) alcançariam sempre a nave espacial enquanto ela navegasse naquela direção.
Mas os sinais enviados da nave espacial para o destino só chegariam pouco antes de a própria nave chegar lá, altura em que todas as mensagens enviadas se acumulariam umas sobre as outras, anunciando a chegada da nave.
Estas realidades significam que a comunicação com naves espaciais próximas da velocidade da luz seria muito desafiadora. Todos os veículos interestelares devem operar de forma independente, pois depois de um certo tempo, eles serão isolados da Terra. Se surgir um problema, eles serão capazes de contar às pessoas na Terra sobre isso, mas não serão capazes de ouvir uma resposta.
Além disso, as colônias distantes não saberiam do lançamento de uma espaçonave em sua direção até pouco antes de a nave chegar lá.
Não importa o que aconteça, a viagem interestelar seria uma jornada solitária.
Publicado em 23/12/2023 22h23
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