Come progettare un sistema di comunicazione interstellare

Ecco una domanda interessante. Se mai vorremo comunicare con civiltà attorno ad altre stelle, quale sarà il modo migliore per inviare un messaggio, dato che non sapremo nulla su come intendono riceverlo?

Questa è la domanda considerata oggi da David Messerschmitt dell'Università della California, a Berkeley. Si scopre che le leggi della fisica, la natura dello spazio interstellare e un po' di buon senso pongono limiti sorprendentemente rigidi su come può avvenire la comunicazione. Quindi, se gli extraterrestri pensano in un modo simile a noi, la comunicazione di un tipo o dell'altro è decisamente possibile.

Messerschmitt inizia elencando il modo in cui è probabile che qualsiasi forma di comunicazione sia limitata. Per cominciare, dice che la potenza di qualsiasi segnale cade con il quadrato della distanza percorsa. Supponendo che l'energia sia probabilmente un fattore limitante per una civiltà, un'importante proprietà di qualsiasi trasmettitore interstellare sarà quella di ridurre al minimo l'energia per bit in qualsiasi segnale, pur consentendo l'estrazione affidabile delle informazioni che contiene, ovviamente.

È possibile che questa civiltà abbia trovato un modo per generare energia in modo molto economico. Ma anche se l'energia è più abbondante, ci sono molti modi per consumare più energia oltre all'inefficienza deliberata, dice Messerschmitt. Potrebbero aumentare la lunghezza del messaggio, ridurre il tempo di trasmissione del messaggio, trasmettere in più direzioni contemporaneamente o trasmettere un segnale che può essere ricevuto a distanze maggiori.

Un altro importante requisito progettuale sarà quello di superare eventuali problemi associati alla trasmissione di segnali attraverso il mezzo interstellare. Nello specifico, alcune lunghezze d'onda tendono ad essere assorbite mentre altre viaggiano senza impedimenti. Ad esempio, il mezzo interstellare è essenzialmente trasparente a grandi parti dello spettro delle microonde.

Oltre a questo, dice Messerschmitt, una buona idea è sfruttare le leggi della fisica e in particolare la teoria matematica della comunicazione di Shannon, che determina quante informazioni possono essere inviate a un canale rumoroso a un certo livello di potenza. fermare

Infine, il buon senso impone di mantenere le cose semplici. Più complessa è la modalità di trasmissione, meno è probabile che corrisponda al ricevitore. Mantenere le cose semplici sembra il modo migliore per garantire la massima probabilità di successo.

Questa versione del rasoio di Occam suggerisce anche che non c'è motivo di inviare segnali a larghezza di banda stretta poiché richiedono più energia e una maggiore complessità per la trasmissione. Invece l'approccio più semplice consiste nell'inviare segnali a banda larga, preferibilmente nella parte a microonde dello spettro. È improbabile che una civiltà utilizzi più energia del necessario a meno che per qualche motivo non consideri una riduzione della larghezza di banda una priorità più alta, afferma Messerschmitt.

Quindi questo restringe l'enorme numero di potenziali segnali che potremmo trasmettere o che dovremmo cercare, a pochi. A condizione, ovviamente, che quest'altra civiltà pensi nel modo che ci sembra ovvio.

Un potenziale difetto è che la scienza e le tecnologie invocate da Messerschmitt sono state tutte sviluppate sulla Terra nell'ultimo secolo. È un battito di ciglia in termini cosmologici.

Negli anni '70, l'astronomo americano Carl Sagan ha sottolineato che è probabile che qualsiasi civiltà aliena si trovi in ​​una fase molto diversa della sua evoluzione. Se fosse meno maturo di noi, tuttavia, questa civiltà non avrà sviluppato la tecnologia radio in primo luogo.

Ciò significa che i nostri potenziali contatti saranno probabilmente molto più avanzati, probabilmente secoli o millenni prima di noi. Sagan ha chiesto se è possibile che queste civiltà si siano imbattute in una forma migliore di tecnologia di comunicazione interstellare, una che ci sembra magica.

Questa è una domanda difficile a cui rispondere. Ma se è così, allora i nostri tentativi di contattarli con le microonde potrebbero cadere nel vuoto, indipendentemente da quanto siano ben progettati i nostri trasmettitori e ricevitori.

Rif: arxiv.org/abs/1402.1215 : Design per l'energia minima nella comunicazione tra astronavi e interstellari

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