لماذا قد يواجه رواد الفضاء في المستقبل صعوبة في الاتصال بالنجوم والمجرات البعيدة؟

لماذا قد يواجه رواد الفضاء في المستقبل صعوبة في الاتصال بالنجوم والمجرات البعيدة؟

لن يتمكن رواد الفضاء المستقبليون الذين يسافرون إلى النجوم والمجرات البعيدة بسرعة قريبة من سرعة الضوء من تلقي الاتصالات من الأرض حتى تصل مركبتهم إلى وجهتها، باستثناء فترة وجيزة بعد الإطلاق، وفقًا لنتائج دراسة علمية نُشرت مؤخرًا.

عندما يتعلق الأمر بالاتصالات ذات السرعة القريبة من الضوء، يبدو أن قوانين الفيزياء تقف ضدنا بشدة. من المؤكد أن الفارق الزمني بين إرسال الرسالة واستلامها على الأرض بالكاد يمكن ملاحظته. ومع ذلك، فإن المسافات الأكبر تؤدي إلى مشاكل أكبر. على سبيل المثال، يستغرق قمر صناعي يدور حول المريخ ما بين 5 إلى 20 دقيقة لتلقي رسالة من وكالة ناسا، وأكثر من 22.5 ساعة للوصول إلى مسبار فوييجر 1، الذي يعبر حاليا الوسط النجمي على مسافة تزيد عن 15 مليار كيلومتر. . من الأرض.

وفقًا لنتائج مقال نشر مؤخرًا على منصة مشاركة الأبحاث arXiv، تصبح مسألة الاتصال لمسافات طويلة أكثر تعقيدًا عندما تتحرك المركبة الفضائية التي تحاول التحدث إليها بسرعة قريبة من سرعة الضوء. في الوقت الحالي، يظل السفر بسرعة قريبة من سرعة الضوء ضربًا من الخيال العلمي. ومع ذلك، لمجرد أن التكنولوجيا تبدو مستحيلة حاليًا، لا يعني أنه لن يتم اختراعها يومًا ما، خاصة بالنظر إلى معدل التقدم التكنولوجي لجنسنا البشري.

ففي نهاية المطاف، لا يفصل بين اختراع الطيران الآلي في عام 1903 والخطوات الأولى للإنسانية على سطح القمر في عام 1969 سوى 66 عاماً. ومن يستطيع أن يجزم بما سنكون قادرين على تحقيقه في غضون بضعة قرون؟ تحسبًا لمثل هذا الاحتمال، سعى مؤلفو دراسة arXiv إلى فحص صعوبات الاتصال التي قد تواجهها المركبات الفضائية التي تسافر بسرعة قريبة من سرعة الضوء.

نظرت الدراسة في سيناريوهين منفصلين للمهمة، حيث أرسلت المركبة الفضائية رسائل أثناء السفر من نقطة الإطلاق/المغادرة إلى موقع هبوط بعيد. يستكشف السيناريو الأول المصير الوحيد لمركبة فضائية تمر بتسارع مستمر لا نهاية له، في حين أن المهمة الثانية الأكثر واقعية تنطوي على تسارع مركبة فضائية في النصف الأول من رحلتها، قبل أن تتباطأ استعدادًا للهبوط.

READ  يهيمن صاروخ فالكون 9 من سبيس إكس على عمليات الإطلاق المدارية العالمية في عام 2021

في كلتا الحالتين، يتم تشفير الاتصالات المرسلة من وإلى المركبة الفضائية بالفوتونات (جسيمات الضوء)، والتي تنتقل باستمرار بسرعة الضوء (670616629 ميلا في الساعة) في فراغ الفضاء، وفقا لنظرية النسبية الخاصة لأينشتاين. .

إن حد السرعة الكونية هذا – إلى جانب التأثيرات النسبية الأخرى – من شأنه أن يخلق مشاكل عميقة للسفن ذات السرعة القريبة من الضوء أثناء محاولتها البقاء على اتصال مع الحضارة التي تركتها وراءها. وفقا لحسابات الباحثين، تجربة المركبة الفضائية سيكون التسريع المستمر قادرًا على استقبال الرسائل خلال المراحل الأولى من المهمة، مع زيادة زمن الوصول للإشارة حتى يصل الطاقم في النهاية إلى نقطة “أفق الحدث”. بعد ذلك، لن تتمكن المركبة الفضائية من اكتشاف الفوتونات المرسلة من موقع الإطلاق، مما يتركها معزولة أثناء تقدمها عبر فراغ الفضاء.

أثبت ملف المهمة الثاني الأكثر واقعية أنه أكثر تعقيدًا. في هذا السيناريو، تمكنت المركبة الفضائية المغادرة من استقبال الاتصالات من موقع إطلاقها لفترة زمنية قصيرة نسبيًا، قبل أن تتعرض أيضًا لانقطاع الاتصالات، وبعد ذلك لن يتم اعتراض أي رسائل أخرى من نقطة الأصل بواسطة السفينة. حتى يصل إلى وجهته.

خلال هذا الوقت، ستكون السفينة قادرة على إرسال إرسالات في اتجاه واحد إلى موقع الإطلاق واستقبال الرسائل من وجهتها النهائية طوال المهمة. ومع ذلك، لن يتم استلام الرسائل المرسلة إلى الوجهة بواسطة المركبة الفضائية إلا قبل وقت قصير من وصول المركبة نفسها.

إن الطبيعة النسبية لمرور الزمن ستضيف طبقة أخرى من التعقيد إلى السفر بين النجوم. أظهرت التجارب أن الوقت يتقدم بشكل مختلف اعتمادًا على مكان وجودك في الكون وما تفعله.

على سبيل المثال، الساعات الموضوعة بالقرب من أجرام سماوية ضخمة للغاية، أو المثبتة على مركبة فضائية تسافر بسرعة قريبة من سرعة الضوء، تبدو وكأنها تعمل بشكل أبطأ من تلك التي يحتفظ بها مراقب خارجي يراقب من موقع ثابت نسبيًا. . . وهذا هو التأثير المعروف باسم تمدد الزمن، وهو تأثير مستمر، ولكن بالكاد يمكن ملاحظته في الحياة اليومية على الأرض.

READ  تقوم Firefly ببناء وتدمير الأشياء بسرعة في الطريق إلى صاروخ قابل لإعادة الاستخدام

Cependant, sur un vaisseau spatial se déplaçant à une fraction de la vitesse de la lumière, la dilatation du temps – associée à d'autres effets – pourrait déformer les communications entrantes, les rendant étirées ou compressées en fonction de la personne qui transmettait ou recevait الرسائل. كما سيسمح لرواد الفضاء على متن مركبة فضائية ذات سرعة قريبة من الضوء بقضاء وقت أقل من أفراد الطاقم في موقع استيطاني كوكبي.

إن القضايا المدرجة في الوثيقة ستجعل مهمة روبوتية مستقلة أفضل من مهمة مع طاقم بشري، والذي سيشعر بلا شك بشدة بآثار العزلة عن الحضارة التي تركوها وراءهم خلال فترات التعتيم الطويلة.

لفترات قصيرة نسبيًا عندما يكون الاتصال ممكنًا مع المنزل، فإن أوقات الانتظار الطويلة بين الرسائل من شأنها أن تجعل الاتصالات ثنائية الاتجاه صعبة على أقل تقدير. وبدلاً من ذلك، يقترح المؤلفون أن البعثات يمكن أن تعتمد على الاتصالات في اتجاه واحد.

أنتوني هو مساهم مستقل يغطي أخبار العلوم وألعاب الفيديو لـ IGN. يتمتع بخبرة تزيد عن ثماني سنوات في تغطية التطورات المتطورة في العديد من المجالات العلمية وليس لديه أي وقت على الإطلاق لخداعك. تابعه على TwitterBeardConGamer

author

Fajar Fahima

"هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز."

Similar Posts

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *