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为什么未来的星际宇航员可以通过残酷的交流停电从地球上切断

来源:先锋网 更新时间:2023-12-29 04:01:00

根据一项新出版的科学研究的结果,未来前往近速前往近距离速度的宇航员将无法从地球上接收通信,直到他们的船到达目的地,除了短暂的一段时间之外。

当涉及到近速度沟通时,物理定律似乎对我们很大。当然,在地球上,发送消息和接收信息之间的时间滞后是几乎没有明显的。但是,随着距离更大的问题。例如,从NASA接收一条消息,可能需要一颗卫星驶入火星,而超过22.5小时才能到达Voyager 1探测器,该探测器目前正以超过150亿英里的距离穿过星际介质来自地球。

根据最近发表在研究共享平台上的论文的结果 arxiv ,当您试图与之交谈的太空飞船的速度是以接近光速的速度行驶时,远程沟通的问题变得更加棘手。就目前而言,近光速旅行仍然坚定地处于科幻小说领域。但是,仅仅因为目前似乎是不可能的,并不意味着它不会发明一天,尤其是当您考虑到我们物种的技术进步速度时。

毕竟,只有66年的时间将1903年的动力飞行发明与1969年人类在月球上的第一步。为了准备这种情况,Arxiv研究的作者试图检查航天器以近光速度行驶的航天器可能面临的沟通困难。

该研究考虑了两个不同的任务场景,在该场景中,航天器从发射/起点到遥远的着陆点时发送消息。第一种情况探讨了航天器的孤独命运,不可能经历不断的加速,而第二个更现实的任务涉及航天器在旅途的上半年加速,然后在准备着陆的准备工作之前。

在这两种情况下,往返航天器发送的通信均以光子(光颗粒)的形式编码,这些光子以光的速度(每小时670,616,629英里)不断传播,而在空空的空间真空中,根据爱因斯坦的特殊相对论理论。

当试图与它留下的文明保持联系时,这种宇宙速度限制以及其他相对论效应将为近速速产生的深刻问题。根据研究人员计算,航天器经历 恒定的加速度将能够在任务的早期阶段接收消息,信号潜伏期会增加,直到机组人员最终达到“事件地平线”点为止。此后,从发射场发送的光子将永远不会被旅行的航天器检测到,因为它通过空间的空隙旋转时被隔离。

事实证明,第二个更现实的任务概况更为复杂。在这种情况下,即将离任的航天器能够在相对较短的时间内从其发射网站接收通信,然后才将其陷入通信停电,此后,该船的任何进一步的消息都不会被船拦截直到到达目的地为止。

同时,该船将能够将以一种方式发送到发射场,并在整个任务中从其最终目的地接收消息。但是,直到船本身到达前不久,将从航天器发送到目的地的消息。

时间流逝的相对性质将为星际旅行增加另一层复杂性。实验表明,时间取决于您在宇宙中的位置以及您在做什么方面的进展不同。

例如,与外部观察者从相对固定的位置观看的空间相比,将时钟放在极为巨大的天体物体附近,或者设置在船舶上的宇宙飞船上,似乎会变慢。。这是一种被称为时间稀释的效果,它一直在起作用,但在地球上的日常基础上几乎没有明显。

但是,在以光速的一小部分移动的航天器上,时间稀释(与其他效果配对)可以采取扭曲传入的通信,从而根据谁在传输或接收消息而受到拉伸或压缩。这也将导致靠近速度的航天器上的宇航员的时间少于乘员行星前哨站的人们。

本文中列出的问题将使自主的机器人任务比人类机组人员更可取,他们无疑会敏锐地感受到与他们在长时间停电期间留下的文明隔离的影响。

在相对短暂的与家庭进行交流的时期,至少可以说,两条消息之间的极端等待时间会使双向通信挑战。相反,作者建议任务可以依靠单向通信。

安东尼(Anthony)是一位自由撰稿人,涵盖IGN的科学和视频游戏新闻。他拥有八年多的经验,即涵盖多个科学领域的破坏发展,而您的恶作剧绝对没有时间。在Twitter @BeardCongamer上关注他