Уповільнення часу: чому міжзоряні астронавти Землі будуть самотні у космосі
Джерело:
Space.comМи вже розуміємо, що через неймовірні відстані та швидкості міжзоряні подорожі є надзвичайно складними, якщо не неможливими, для людства. А нові дослідження висвітлюють все нові й нові виклики, серед яких і перебої зі зв'язком.
Що буде зі зв'язком Землі з астронавтами під час міжзоряних місій
Найближча до нас зоряна система Альфа Центавра розташована за понад 4 світлові роки. Тож, поки не сталася якась фантастична технологічна революція, нам доведеться шукати якийсь метод руху, який міг би наблизити нас до швидкості світла. Причім такий футуристичний вид пересування сам по собі створить комунікаційні проблеми.
Дивися також Феєрія смаку та емоцій: найпопулярніші коктейлі 2023 року
- Перша: швидкість світла кінечна, що не є серйозною перешкодою для зв'язку поблизу Землі, але у спілкуванні з зондами в різних куточках Сонячної системи вже виникають перепони. Наприклад, повідомлення на Марс йдуть лічені хвилини, а на інші планети – годинами. Якщо уявити космічний корабель, відправлений до якоїсь зоряної системи за багато світлових років, то побачимо, що будь-яке повідомлення буде йти роками, поки дійде до корабля.
- Друга: спеціальна теорія відносності вчить нас, що годинники не синхронізовані у Всесвіті. Мандрівники на борту космічного корабля відчують уповільнення часу, тобто час буде протікати повільніше, ніж для людей на Землі. Цей ефект вже нині можна виміряти, і його навіть враховують для синхронізації сигналів від супутників GPS.
Якщо корабель рухається максимально близько до швидкості світла, через уповільнення часу пасажири не відчули б років і десятиліть подорожі. Для них, залежно від швидкості, могли б минути лише тижні або місяці.
Очевидно, що уповільнення часу створило б серйозні проблеми для координації повідомлень та вимагало б значної кількості математичних обчислень. Отже, космічні апарати, які подорожують зі швидкістю, близькою до швидкості світла, зазнаватимуть серйозних періодів відсутності зв'язку.
Кораблі, що летітимуть зі швидкістю світла, матимуть серйозні періоди відсутності звязку / Фото pikisuperstar@freepik
Розглянемо гіпотетичний сценарій міжзоряної подорожі. Скажімо, корабель вилетів від Землі з постійним прискоренням 1g (таке ж, що природно забезпечується земною гравітацією) та розігнався до швидкості світла.
- Якби жителі Землі надіслали такому кораблю повідомлення, воно мчало б до адресата теж зі швидкістю світла, але досягло б корабля лише після значної часової затримки (наприклад, після прибуття у точку призначення). Тобто корабель завжди буде на крок попереду повідомлення.
- А якщо корабель на середині подорожі розвернувся б і сповільнився, щоб не пролетіти повз ціль, він також не отримав би повідомлення з Землі. Вони дійдуть тільки після того, як апарат досягне місця призначення і припинить рух.
- З іншого боку, космічний апарат буде надсилати сигнали на Землю, і ці сигнали завжди будуть досягати цілі (адже наша планета не рухається зі швидкістю світла).
- Але сигнали з космічного корабля до місця призначення не надходили б – адже вони не можуть випередити корабель, що летить як світло. Тобто всі надіслані повідомлення нагромаджувалися б та прибули б разом із прибуттям корабля.