science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Zwaartekrachtlenzen kunnen een melkwegbreed internet mogelijk maken

Een radiosignaal uitvergroten met zwaartekrachtlenzen. Krediet:Claudio Maccone

Zoals Carl Sagan ooit zei:"De hemel roept ons. Als we onszelf niet vernietigen, we zullen ons op een dag naar de sterren wagen." En onze eerste afgezanten naar de sterren zullen robotachtige sondes zijn. Deze interstellaire sondes zullen grotendeels autonoom zijn, maar we zullen met hen willen communiceren. Op z'n minst, we willen dat ze naar huis bellen en ons vertellen wat ze hebben ontdekt. De sterren zijn ver weg, dus de sondes zullen een zeer langeafstandsgesprek moeten voeren.

Momenteel, we communiceren met ruimtesondes door het hele zonnestelsel via het Deep Space Network (DSN). Dit is een verzameling antennestations over de hele wereld. Elk station heeft een grote schotel van 70 meter en een aantal kleinere schotels. Zulke grote radioschotels zijn nodig omdat de signalen van een ruimtesonde nogal zwak zijn, en ze worden zwakker met toenemende afstand.

Als we sondes naar andere sterren gaan sturen, we hebben een interstellair communicatienetwerk nodig. Misschien een sterrenstelsel-breed internet. Maar we weten nog steeds niet hoe we er een moeten maken. Hoewel we krachtige radiosignalen de ruimte in kunnen sturen, de sterkte van deze signalen wordt zwakker over stellaire afstanden. Het meeste van wat we uitzenden kon met onze huidige technologie pas na een paar lichtjaren worden gedetecteerd. Er zijn verschillende oplossingen voorgesteld, zoals het gebruik van gericht laserlicht, maar een nieuwe studie kijkt naar het gebruik van zwaartekrachtlenzen om de klus te klaren.

Radiosignalen zijn een goede keuze voor interstellaire afstanden omdat ze een goede hoeveelheid gegevens kunnen verzenden met een relatief laag vermogen. Daarom gebruiken we radio voor interplanetaire communicatie. Het nadeel is dat omdat radiogolven een lange golflengte hebben, ze zijn moeilijk in één richting scherp te stellen. We kunnen een smalle straal laserlicht op een bepaalde ster richten, maar we kunnen een smalle straal radiolicht niet gemakkelijk focussen. En onze radiosignalen zullen moeten worden gefocust om lichtjaren over te dragen.

Deze nieuwe studie bekijkt hoe radiosignalen kunnen worden gefocust door de zon of nabije sterren. Omdat sterren de ruimte om hen heen door zwaartekracht vervormen, licht dat in de buurt van een ster passeert, kan door zwaartekracht worden opgevangen. Dit effect kan worden gebruikt om radiolicht te focussen op dezelfde manier als een glazen lens optisch licht focust. In deze nieuwe krant Claudio Maccone deed enkele basisberekeningen van het soort bandbreedte dat men zou kunnen krijgen tussen de zon en nabije sterren zoals Alpha Centauri en Barnard's Star. De datasnelheid kan in de orde van kilobits/seconde zijn, wat in de orde is van de oude inbeldagen van internet. Naar moderne maatstaven niet geweldig, maar zeker genoeg om bruikbare beelden en gegevens van een andere ster door te sturen.