Les futurs astronautes voyageant vers des étoiles et des galaxies lointaines à une vitesse proche de la lumière ne pourraient pas recevoir de communications de la Terre jusqu’à ce que leur vaisseau atteigne sa destination, à l’exception d’une brève période après le lancement, selon les résultats d’une étude scientifique récemment publiée.
Lorsqu’il s’agit de communications à vitesse proche de la lumière, les lois de la physique semblent être tout à fait contre nous. Certes, sur Terre, le décalage entre l’envoi d’un message et sa réception est à peine perceptible. Cependant, des distances plus grandes entraînent des problèmes plus importants. Par exemple, il faut entre 5 et 20 minutes à un satellite en orbite autour de Mars pour recevoir un message de la NASA, et plus de 22,5 heures pour atteindre la sonde Voyager 1, qui traverse actuellement le milieu interstellaire à une distance de plus de 15 milliards de kilomètres. Depuis la terre.
Selon les résultats d’un article récent publié sur la plateforme de partage de recherche arXiv, la question de la communication à longue distance devient beaucoup plus délicate lorsque le vaisseau spatial avec lequel vous essayez de parler se déplace à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Dans l’état actuel des choses, les voyages à une vitesse proche de la lumière restent résolument du domaine de la science-fiction. Cependant, ce n’est pas parce qu’une technologie semble actuellement impossible qu’elle ne sera pas inventée un jour, surtout si l’on prend en compte le rythme de progression technologique de notre espèce.
Après tout, seulement 66 ans séparent l’invention du vol propulsé en 1903 et les premiers pas de l’humanité sur la Lune en 1969. Qui peut dire de quoi nous serons capables dans quelques siècles ? En prévision d’une telle éventualité, les auteurs de l’étude arXiv ont cherché à examiner les difficultés de communication auxquelles pourraient être confrontés les engins spatiaux voyageant à une vitesse proche de la lumière.
L’étude a pris en compte deux scénarios de mission distincts dans lesquels un vaisseau spatial envoyait des messages tout en se déplaçant d’un point de lancement/de départ vers un site d’atterrissage distant. Le premier scénario explorait le destin solitaire d’un vaisseau spatial subissant une accélération constante et sans fin, tandis que la seconde mission, plus réaliste, impliquait un vaisseau spatial accélérant pendant la première moitié de son voyage, avant de décélérer en vue de l’atterrissage.
Dans les deux cas, les communications envoyées vers et depuis le vaisseau spatial sont codées dans des photons (particules lumineuses), qui se déplacent constamment à la vitesse de la lumière (670 616 629 milles par heure) dans le vide de l’espace, conformément à la théorie de la relativité restreinte d’Einstein. .
Cette limite de vitesse cosmique – ainsi que d’autres effets relativistes – créerait de profonds problèmes pour les vaisseaux à vitesse proche de la lumière lorsqu’ils tenteraient de rester en contact avec la civilisation qu’ils avaient laissée derrière eux. Selon les calculs des chercheurs, un vaisseau spatial expérimentant une accélération constante serait capable de recevoir des messages pendant les premières étapes d’une mission, avec une latence du signal augmentant jusqu’à ce que l’équipage atteigne finalement un point « de l’horizon des événements ». Après cela, les photons envoyés depuis le site de lancement ne seraient jamais détectés par le vaisseau spatial en voyage, le laissant isolé alors qu’il progressait à travers le vide de l’espace.
Le deuxième profil de mission, plus réaliste, s’est révélé plus complexe. Dans ce scénario, le vaisseau spatial sortant a pu recevoir des communications de son site de lancement pendant une période de temps relativement courte, avant d’être lui aussi plongé dans une panne de communication, après quoi tout autre message provenant du point d’origine ne serait plus intercepté par le vaisseau. jusqu’à ce qu’il atteigne sa destination.
Pendant ce temps, le navire serait capable d’envoyer des transmissions unidirectionnelles vers le site de lancement et de recevoir des messages de sa destination finale tout au long de la mission. Cependant, les messages envoyés à destination par le vaisseau spatial ne seraient reçus que peu de temps avant l’arrivée du vaisseau lui-même.
La nature relative du passage du temps ajouterait une autre couche de complexité au voyage interstellaire. Des expériences ont montré que le temps progresse différemment selon l’endroit où vous vous trouvez dans l’univers et ce que vous faites.
Par exemple, les horloges placées à proximité d’objets célestes extrêmement massifs, ou installées sur un vaisseau spatial voyageant à une vitesse proche de la vitesse de la lumière, sembleraient fonctionner plus lentement que celles tenues par un observateur extérieur observant depuis un endroit relativement stationnaire dans le vide de l’espace. . Il s’agit d’un effet connu sous le nom de dilatation du temps, qui est constamment à l’œuvre, mais à peine perceptible au quotidien sur Terre.
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 les messages. Cela permettrait également aux astronautes à bord d’un vaisseau spatial à vitesse proche de la lumière de passer moins de temps que pour les membres de l’équipage d’un avant-poste planétaire.
Les problèmes répertoriés dans le document rendraient une mission robotique autonome préférable à une mission avec un équipage humain, qui ressentirait sans aucun doute vivement les effets de l’isolement de la civilisation qu’ils avaient laissée derrière eux pendant des périodes de black-out prolongées.
Pour les périodes relativement brèves où la communication est possible avec le domicile, les temps d’attente extrêmes entre les messages rendraient les communications bidirectionnelles pour le moins difficiles. Les auteurs suggèrent plutôt que les missions pourraient s’appuyer sur des communications unidirectionnelles.
Anthony est un contributeur indépendant qui couvre l’actualité scientifique et des jeux vidéo pour IGN. Il a plus de huit ans d’expérience dans la couverture des développements de pointe dans plusieurs domaines scientifiques et n’a absolument pas de temps pour vos manigances. Suivez-le sur Twitter @BeardConGamer