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由于時間膨脹，星際宇航員將面臨長達數年的通訊延遲

發帖時間：2025-12-01 07:14:28

[時尚] 來源：骨軟筋酥網

超大質量黑洞Gargantua在2014年的科幻大片《星際穿越》中扮演了重要角色(圖片鳴謝:uux.cn/派拉蒙影業)
（神秘的地球uux.cn）據美國太空網（保羅·薩特）：由于需要驚人的距離和速度，對于人類來說，膨脹深圳外圍（外圍模特）電話微信156-8194-*7106誠信外圍，十年老店星際旅行將非常困難，星際訊延如果不是面臨不可能的話。但是長達遲新的研究強調了另一個挑戰:通訊中斷。
下一個離我們最近的由于宇航恒星系統，半人馬座阿爾法星系，時間數年距離我們超過4光年，膨脹所以除非在未來幾個世紀里發生任何花哨的星際訊延科幻技術革命，否則如果我們想在恒星中傳播，面臨深圳外圍（外圍模特）電話微信156-8194-*7106誠信外圍，十年老店我們就必須用“慢”的長達遲方式來做。
這意味著我們需要某種能夠讓我們接近但不超過光速的由于宇航推進方法。但是時間數年，科學家在最近上傳到預印本數據庫arXiv的膨脹一篇論文中解釋說，即使我們實現了這個雄心勃勃的目標，這種未來的交通方式也會帶來各種各樣的通信挑戰。
第一個問題是光本身只能以有限的速度傳播。雖然這不會嚴重阻礙地球附近的通信，但工程師們在與跨太陽系發送的探測器通信時，已經不得不應對這一挑戰。例如，信息到達火星需要幾分鐘，到達外行星需要幾個小時。對于更長距離的通信——就像一艘宇宙飛船被發送到許多光年以外的某個星系的想象場景——這將意味著任何信息都需要數年才能到達飛船。
但這不是唯一的障礙。狹義相對論告訴我們，宇宙中的時鐘并不同步。飛船上的旅行者會經歷時間膨脹，在這種情況下，時間會比地球上的人流動得更慢。這種影響已經可以衡量；例如，在同步來自GPS衛星的信號時，需要考慮到這一點。
但是在我們想象的場景中，我們的旅行者盡可能接近光速。這對傳播到銀河系是絕對必要的。因為時間膨脹，乘客不會經歷數年或數十年的旅行；對他們來說，取決于他們移動的速度，可能只有幾周或幾個月的時間。
這種時間膨脹會給協調信息帶來嚴重的問題，這需要大量的數學運算。雖然很煩人，但這并不是星際旅行中最難的部分。取而代之的是，以接近光速飛行的宇宙飛船會遭遇嚴重的通訊中斷期。
在他們的論文中，研究人員調查了兩種假設的星際旅行場景。在第一種情況下，旅行者將繼續以恒定的1 g加速度加速他們的航天器——與地球引力自然提供的加速度相同。這將使他們的飛船更接近光速。
奇怪的是，這種恒定加速度會引入一個事件視界。如果地球人向宇宙飛船發送信息，該信息將僅限于光速。它會沖向飛船，但同時，飛船也會遠離信號。如果消息發送得足夠快，它最終會在很長時間的延遲后到達船上。但是如果他們等得太久，信息就永遠不會到達；宇宙飛船總是比信息快一步，從他們的角度來看，來自地球的信號最終會變暗。
第二種情況提出了不同的挑戰。研究人員考慮了宇宙飛船被送往遙遠目的地的情況。起初，飛船會不斷加速，但在中途，它會翻轉并減速，這樣它就不會只是飛過目標。這種情況會帶來一系列的溝通挑戰。
首先，宇宙飛船會在一段時間后停止接收來自地球的信息。這些信息最終會到達飛船，但只是在它到達目的地并停止移動之后。
另一方面，宇宙飛船將能夠向地球發送信號，這些信號將總是到達它們的目標。此外，從目的地(比如說，一個已經在遙遠的星球上建立的殖民地)發出的信號總是會在航天器在那個方向巡航時到達航天器。
但是從宇宙飛船發送到目的地的信號直到飛船到達目的地前不久才會到達，那時所有發送的信息會相互堆積，宣布飛船的到達。
這些現實意味著與接近光速的航天器進行通信將非常具有挑戰性。所有的星際交通工具都必須獨立運行，因為在一定的時間后，它們將與地球隔絕。如果出現問題，他們將能夠告訴地球上的人們，但他們聽不到回應。
此外，遙遠的殖民地直到飛船到達前不久才知道飛船朝他們的方向發射。
不管怎樣，星際旅行將是一次孤獨的旅行。

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