martes, 11 de julio de 2017

Comunicación interestelar con Alfa Centauri

Se podría usar el efecto de lente gravitatoria del Sol para comunicarse con sondas interestelares.
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Hace ya más de cien años que Einstein propuso la Relatividad General (RG) como esquema teórico que explicaba la gravedad como una curvatura del espacio-tiempo.
Puede que la RG sea algo muy ajeno al hombre de la calle, pero no lo es desde hace años. Usted, amigo lector, a usa sin saber todos los días. El GPS de su teléfono móvil no podría funcionar con esa precisión con la que lo hace si no se hicieran correcciones relativistas basadas en la RG. A la altura a la orbitan los satélites GPS se dejan notar los efectos de un trascurso del tiempo distinto al de la superficie, algo que los relojes atómicos instalados pueden medir.
Según la RG, una concentración de masa-energía es capaz de curvar el espacio que hay a su alrededor. La luz tiene que seguir ese espacio curvado, por lo que se puede medir el efecto. Esto se puede apreciar en cómo cambian las posiciones de las estrellas durante un eclipse de Sol, tal como en su día mostró Arthur Eddington.
El telescopio espacial Hubble ha descubierto muchas lentes gravitacionales espectaculares. ¿Qué es una lenta gravitacional en este constexto? No es más que una alineación entre nosotros como observadores (en realidad el Hubble), una gran masa galáctica (un masivo cúmulo de galaxias) y una fuente de luz lejana detrás de todo ello (generalmente una galaxia).
La luz de la galaxia lejana pasa cerca del cúmulo y es desviada por el espacio curvado que hay alrededor el cúmulo. Dependiendo de cómo de buena sea la alineación, la galaxia lejana se ve deformada de una u otra manera, generalmente con forma de arco. Si el cúmulo fuera una esfera perfecta y la imagen de la galaxia lejana un círculo, entonces veríamos esa galaxia lejana como una circunferencia alrededor del cúmulo.
Estas lentes gravitatorias nos permiten echar un vistazo al borde del Universo y saber cómo eran las primeras galaxias que se formaron y que ya tienen una velocidad de recesión gigantesca debido a la expansión del Universo. Una lente gravitatoria funciona como el mayor telescopio que podamos usar jamás, un telescopio de tamaño galáctico.
Hace ya tiempo se propuso usar el Sol y este efecto para ver exoplanetas lejanos. Para ello habría que situar un telescopio espacial lo suficientemente lejos del Sol como para aprovechar el campo gravitatorio de este como una gigantesca lente. Ahora se propone usar este fenómeno para poder recibir señales de ondas electromagnéticas de una posible sonda que se envíe al sistema de Alfa Centauri.
El problema es que para poder recibir una señal de radio de un vatio enviada desde poco más de 4 años luz se necesitaría una antena parabólica colectora de 53 km de ancho, algo que sería muy caro y poco práctico. Se puede enviar una señal más fuerte, pero los planes existentes que pretenden enviar allí nanosondas no incluyen una alta potencia de transmisión.
Michael Hippke, un astrofísico que hace ciencia en su ratos libres de forma independiente, propone usar el Sol como lente para facilitar la comunicación interestelar.
Para ello habría que situar una antena a 90.000 millones de km del Sol en dirección opuesta a Alfa Centauri. Es una distancia más de cuatro veces mayor a la que se encuentra la Voyager I, que se lanzó hace 40 años. A esa distancia se optimizaría el efecto de lente gravitatoria.
Aunque hacer algo así no necesita de nueva tecnología, no es algo que sea sencillo. Además de alcanzar esa distancia colosal, lo debería de hacer en un tiempo prudencial. Turyshev dice que usando el efecto de honda gravitatoria del Sol se podría alcanzar ese objetivo en 25 o 30 años. La antena-sonda no necesitaría reducir su velocidad al llegar, pues el efecto de lente gravitatoria se mantendría hasta los 300.000 millones de km de distancia.
Con este sistema de comunicación se podrían enviar sondas interestelares que no tuvieran un transmisor muy potente. La tasa de transmisión de datos sería tan alta que permitiría el envío de fotos y vídeo, aunque, claro está, se tardaría más de 4 años en recibir la señal desde que fuera enviada.
La propuesta Breakthrough Starshot que pretende enviar estas nanovelas láser de unos pocos gramos cada una se podría beneficiar de este sistema de amplificación.
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