La velocidad de la luz plantea un problema para la comunicación interestelar

Los investigadores han presentado los resultados de un estudio que revela uno de los problemas más difíciles de los viajes espaciales: la comunicación con naves que se mueven a velocidades cercanas a la de la luz.
En su trabajo, científicos estadounidenses, entre ellos David Messerschmitt, Ian Morrison, Thomas Mozdzen y Philip Lubin, estudian qué dificultades pueden surgir al comunicarse con este tipo de aparatos enviados a estrellas lejanas. El artículo está disponible en el servidor de preimpresión arXiv.
Imaginemos una nave espacial que se acelera constantemente, creando una aceleración igual a la gravedad de la Tierra (1 g). Una nave de este tipo podría alcanzar, en teoría, velocidades increíbles, cercanas a la velocidad de la luz. Sin embargo, a pesar de toda la potencia de una máquina de este tipo, su tripulación se enfrentaría a graves problemas de comunicación.
Según muestran los cálculos de los científicos, cuanto más rápido se acerque la nave a la velocidad de la luz, mayor será la brecha entre ella y las señales enviadas desde la Tierra.
Debido a la velocidad finita de la luz, los mensajes comienzan a retrasarse con respecto a la nave, como las olas que intentan alcanzar a una lancha rápida. Después de cierto tiempo, las señales simplemente dejan de llegar a la nave, dejándola sin comunicación con su planeta de origen.
Este fenómeno se ve agravado por el efecto de la dilatación del tiempo, también llamada dilatación relativista. Para la tripulación a bordo, el tiempo transcurre más lentamente que para los observadores en la Tierra.
Por ejemplo, para un astronauta, un viaje al centro de nuestra galaxia le llevará solo unos 20 años, mientras que en la Tierra le llevará casi 26 mil años. Pero los viajeros llegarán al borde del Universo visible en 45 años, aunque la distancia sea de decenas de miles de millones de años luz.
Incluso si el barco decide dar marcha atrás, la situación no mejorará. En el segundo escenario que barajan los científicos, el barco primero acelera su movimiento y luego comienza a disminuir su velocidad.
En este caso, la conexión con la Tierra se interrumpe de la misma forma que en el caso de una aceleración constante. Los mensajes comenzarán a llegar solo hacia el final del viaje, cuando la nave disminuya la velocidad lo suficiente como para poder captarlos. Hasta entonces, toda la información permanecerá inaccesible.
Pero eso no es todo. Las señales transmitidas desde la nave estarán sujetas al efecto Doppler, similar al cambio en el sonido de la sirena de un automóvil a medida que se acerca o se aleja.
Esto significa que las antenas en la Tierra deben ser capaces de captar la frecuencia cambiante de las señales. Además, la luz de los objetos en movimiento se concentra en un cono estrecho que apunta hacia adelante, lo que dificulta la transmisión de información.
Los autores del estudio subrayan que estas expediciones espaciales se convertirán inevitablemente en misiones totalmente autónomas.
“Las tripulaciones tendrán que abandonar la idea de mantener una interacción operativa con la Tierra durante la mayor parte del vuelo”, dice el artículo. Esta perspectiva pone en tela de juicio la posibilidad de crear conexiones a largo plazo entre personas en la Tierra y en el espacio profundo.
En resumen, incluso si un día la humanidad crea naves espaciales superrápidas capaces de viajar a otras estrellas, sus tripulaciones tendrán que hacer frente a dificultades desconocidas mientras permanecen aisladas de casa.