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Como Projetar um Sistema de Comunicações Interestelares

Se quisermos nos comunicar com outras civilizações, leis da física, a natureza do espaço interestelar e um pouco de bom senso limitam de forma surpreendente como essa comunicação pode ser feita.

The Physics arXiv Blog 12/02/2014

Aqui vai uma pergunta interessante. Se algum dia quisermos nos comunicar com civilizações de outras estrelas, qual será a melhor maneira de enviar uma mensagem, dado que não saberemos nada sobre como irão recebê-la?

Essa foi a pergunta considerada hoje por David Messerschmitt da Universidade da Califórnia, em Berkeley. Acontece que as leis da física, a natureza do espaço interestelar e um pouco de bom senso limitam de forma surpreendente como essa comunicação pode ocorrer. Então, se os extraterrestres pensarem como nós, algum tipo de comunicação é claramente possível.

Messerschmitt começa listando as maneiras como qualquer forma de comunicação pode ser limitada. Para começar, ele diz que a potência de qualquer sinal decai com o quadrado da distância percorrida. Assumindo que a energia tende a ser um fator limitante para uma civilização, uma propriedade importante de qualquer transmissor interestelar será minimizar a energia por bit de qualquer sinal - enquanto permitindo a extração confiável da informação que ele contém, é claro.

É possível que essa civilização possa ter encontrado uma forma de gerar energia muito barata. Mas, mesmo que a energia seja mais abundante, há muitas outras maneiras de se consumir energia sem ser por ineficiência intencional, diz Messerschmitt. "Eles poderiam aumentar o comprimento da mensagem, reduzir o tempo de transmissão da mensagem, transmitir em mais direções simultaneamente ou transmitir um sinal que pode ser recebido a distâncias maiores."

Outro requisito importante do projeto será o de superar todos os problemas associados com a transmissão de sinais através do meio interestelar. Especificamente, certos comprimentos de onda tendem a ser absorvidos, enquanto outros viajam livremente. Por exemplo, o meio interestelar é essencialmente transparente para grande parte do espectro de microondas.

Além disso, diz Messerschmitt, uma boa ideia é explorar as leis da física e especificamente a teoria matemática da comunicação de Shannon, que determina a quantidade de informação que pode ser enviada através de um canal ruidoso o nível de energia especifico... Pare

Finalmente, o bom senso diz que devemos manter as coisas simples. Quanto mais complexo o modo de transmissão, menor a probabilidade de ele combinar com o receptor. Manter as coisas simples parece ser a melhor maneira de garantir a maior chance de sucesso.

Esta versão da navalha de Occam também sugere que não há razão para enviar sinais por banda estreita já que estes requerem mais energia e maior complexidade para se transmitir. Em vez disso, a abordagem mais simples é o envio de sinais de banda larga, de preferência, na parte de microondas do espectro. "É improvável que uma civilização usaria mais energia do que necessário, a menos que, por alguma razão eles considerem que a redução na largura de banda seja mais prioritária", diz Messerschmitt.

Então isso reduz o enorme número de potenciais sinais que poderíamos transmitir ou nos quais devemos ficar de olho, para apenas alguns. Desde que, é claro, esta outra civilização esteja pensando de uma forma que pareça óbvia para nós.

Um potencial problema é que todas as tecnologias e teorias cientificas que Messerschmitt referencia foram desenvolvidas na Terra no último século. Isso é um piscar de olhos em termos cosmológicos.

Na década de 70, o astrônomo americano Carl Sagan ressaltou que qualquer civilização alienígena provávelmente está em um estágio muito diferente de evolução. No entanto, se for menos madura do que nós, esta civilização nem terá desenvolvido a tecnologia de rádio ainda.

Isso significa que nossos potenciais contatos tendem a ser muito mais avançados, provavelmente séculos ou milênios à nossa frente. Sagan perguntou se é possível que essas civilizações tenham encontrado uma tecnologia de comunicação interestelar melhor, que parece mágica para nós.

Essa é uma pergunta difícil de responder. Mas se assim for, então nossas tentativas de contato com microondas podem não ser ouvidas, independente de quão bem projetados sejam nossos transmissores e receptores.

Ref: arxiv.org/abs/1402.1215: Design For Minimum Energy In Starship And Interstellar Communication

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