L’idea di viaggi interstellari alla velocità della luce affascina da sempre l’immaginario collettivo, ma una nuova ricerca mette in evidenza problematiche significative legate alle comunicazioni spaziali. Se anche fosse possibile costruire un’astronave in grado di avvicinarsi a questa velocità, le difficoltà nel mantenere contatti con la Terra sarebbero enormi, mettendo in discussione molte delle nozioni di esplorazione spaziale che la fantascienza ha reso popolari.
La velocità della luce e i limiti della comunicazione nello spazio
La velocità della luce, pur rappresentando il limite massimo per la propagazione di segnali e informazioni, non è sufficiente a colmare le immense distanze interstellari in tempi utili. Come sottolineato da uno studio condotto da David Messerschmitt, Ian Morrison, Thomas Mozdzen e Philip Lubin, le comunicazioni con una nave che viaggia vicino alla velocità della luce diventerebbero progressivamente più difficili fino a interrompersi del tutto.
Nel primo scenario ipotizzato dai ricercatori, un’astronave che accelera continuamente a 1g – un’accelerazione equivalente alla forza di gravità terrestre – si allontanerebbe sempre più rapidamente dalla Terra. Sebbene inizialmente i messaggi potrebbero ancora essere inviati e ricevuti con ritardi crescenti, a un certo punto l’astronave si muoverebbe troppo velocemente perché i segnali luminosi provenienti dalla Terra possano raggiungerla. Questo effetto, conseguenza diretta della teoria della relatività speciale di Einstein, porterebbe l’equipaggio a perdere ogni contatto con il pianeta d’origine.
La dilatazione temporale a bordo dell’astronave
La relatività introduce un’altra complessità affascinante: la dilatazione temporale. Per chi si trova a bordo dell’astronave, il tempo scorrerebbe molto più lentamente rispetto a quello percepito sulla Terra. Ad esempio, un viaggio verso il centro della Via Lattea, distante circa 26.000 anni luce, richiederebbe per l’equipaggio solo 20 anni, grazie all’effetto relativistico. Tuttavia, sulla Terra sarebbero trascorsi migliaia di anni. Questo rende il concetto di comunicazione in tempo reale con il pianeta d’origine ancora più impraticabile.
Nel secondo scenario analizzato, l’astronave, dopo una fase iniziale di accelerazione, inizierebbe a decelerare a 1g avvicinandosi alla destinazione. In questo caso, i segnali provenienti dalla Terra raggiungerebbero comunque la nave, ma con tempi e modalità distorti. Durante la decelerazione, si verificherebbe un accumulo di messaggi che arriverebbero tutti insieme, rendendo difficile una gestione regolare delle comunicazioni.
Le implicazioni della relatività sulle comunicazioni
La ricerca mette in evidenza diversi effetti relativistici che influenzano ulteriormente la trasmissione dei segnali. Il fenomeno Doppler altererebbe la frequenza della luce dei segnali inviati, analogamente al cambio di tono di una sirena di un veicolo in movimento rispetto all’ascoltatore. Questo richiederebbe l’uso di tecnologie avanzate, come antenne capaci di adattarsi a variazioni di frequenza estremamente ampie.
Inoltre, l’aberrazione relativistica farebbe sì che la luce dei segnali venga concentrata in una direzione conica verso il moto dell’astronave. Di conseguenza, sarebbe necessario un sistema di comunicazione estremamente preciso per puntare i segnali nella giusta direzione e mantenerli efficaci.
Autonomia operativa: una necessità per l’equipaggio
Come sottolineano gli autori dello studio, le astronavi interstellari del futuro dovranno operare con un livello di autonomia senza precedenti. Gli equipaggi dovranno essere pronti ad affrontare lunghi periodi di isolamento, sia dal punto di vista operativo che sociale, senza la possibilità di ricevere istruzioni in tempo reale dalla Terra. Solo in determinate fasi del viaggio, come subito dopo il lancio o durante l’avvicinamento a una destinazione, le comunicazioni potranno essere mantenute in modo significativo.
Questa realtà potrebbe influire anche sulla progettazione delle missioni spaziali, rendendo necessario dotare le navi di sistemi avanzati di intelligenza artificiale e automazione per gestire le operazioni quotidiane e le eventuali emergenze senza assistenza esterna.
Verso una nuova era dell’esplorazione spaziale
Nonostante le sfide emerse, il fascino dei viaggi interstellari rimane intatto. Tuttavia, il lavoro pubblicato dai ricercatori, disponibile sul server di preprint arXiv, ci ricorda che molte delle idee che oggi consideriamo possibili richiederanno progressi tecnologici e scientifici straordinari. Il sogno di esplorare i confini dell’universo resta vivo, ma sarà accompagnato dalla consapevolezza che, per i pionieri delle stelle, la solitudine potrebbe essere una costante inevitabile.
