Wie würden wir über Lichtjahre kommunizieren?

In der Vergangenheit hatten wir nicht die sofortige Technologie, die wir heute genießen. Wir hatten jedoch noch nie eine Möglichkeit, aus der Ferne zu kommunizieren, ohne vorher eine Art Protokoll einzurichten. Lassen Sie mich erörtern, wie einiges davon in der Vergangenheit gehandhabt wurde, wie es heute mit Distanzraumfahrzeugen gehandhabt wird, und ein wenig darüber, wie wir es mit einer unbekannten Entität in der Zukunft herausfinden könnten.

In der Vergangenheit wurde ein Botschafter in ein anderes Land entsandt, wenn es beispielsweise zwischen Europa und Amerika eine monatelange Kommunikationsverzögerung gab, wobei einige spezifische Richtlinien zu befolgen waren, aber ein gewisser Spielraum gelassen wurde, um ein Urteil zu fällen, wenn etwas grundlegend anderes passierte. Auf diese Weise arbeiteten Entdecker und jede andere Anzahl von Menschen, die wichtige Reisen unternahmen. Sie erhielten eine Richtung, mussten aber Autonomie ausüben, um diese Anweisungen zu erfüllen.

Okay, wie verwalten wir heute die Kommunikation mit Distanzraumfahrzeugen? Im Wesentlichen müssen Sie ein asynchrones Kommunikationsprotokoll einrichten. Sie senden ein Paket, wobei jedes Paket identifiziert, wo es sich im Stream befindet. Einige Pakete werden verloren gehen, aber insgesamt werden die meisten es schaffen. Sie hören aufmerksam zu, um so viele Pakete wie möglich zu erhalten, aber Sie könnten etwas verpassen. Je nach Raumfahrzeug kann eine Neuübertragungsanfrage gestellt werden. Es ist eigentlich ziemlich ähnlich wie das Internet funktioniert. Je weiter Sie sind, desto unwahrscheinlicher ist es, dass Sie eine erneute Übertragung anfordern. In den meisten Fällen hören sie auf einer anderen Frequenz als sie senden, wodurch eine 2-Wege-Kommunikation möglich ist. Das nennt man übrigens Full-Duplex-Kommunikation.

Okay, was also tun bei wirklich großen Entfernungen? Im Grunde ist es dasselbe, wie wir mit Voyager kommunizieren. Senden Sie ein Paket, fordern Sie eine Antwort an und warten Sie die ganze Zeit auf diese Antwort. Sie sollten sehen, dass die Antwort schließlich eintrifft, insbesondere bei einer Maschine, bei der die Zeit vorhergesagt werden kann, wann sie eintrifft.

Okay, wie wäre es also mit einem menschlichen Kommunikationsansatz auf große Entfernung? Sie müssen entweder eine Zeitskala einrichten, um zu wissen, wann diese Mitteilungen zu erwarten sind, oder Sie können die ganze Zeit etwas abhören lassen. Beide Enden erfordern eine asynchrone Kommunikation sowie das Richten einer großen Schüssel aufeinander, sodass Sie die Zeit richtig einstellen müssen, da die andere Partei sonst nicht zuhört. Sie müssen ihnen etwas Zeit geben, um eine Antwort zu senden.

Wie kann man mit einer außerirdischen Entität kommunizieren? Der erste Schritt besteht darin, ihr Nachrichtenmuster zu entschlüsseln, damit Sie es verstehen können. Zuerst müssen Sie entweder einen einfachen (Return on the same frequency) oder einen Close Duplex machen, da Sie nicht wissen, wohin Sie eine Antwort senden sollen, die sie abhören können. Am Ende solltest du das Richtige herausbekommen. Sie müssen die Lektionen von oben anwenden, aber da Sie nicht empfangen können, wenn Sie auf derselben Frequenz senden, müssen Sie sehr vorsichtig sein, wann Sie senden. Oder noch besser, lassen Sie eine Station auf einem Teil der Erde empfangen und ein anderer Teil senden.

Von besonderem Interesse in Szenarien wie diesem, in denen die Verzögerung extrem groß und das Kommunikationsmedium verlustbehaftet sein könnte, ist die Kombination aus Wiederholung und mehreren Optionen:

Wenn das Fahrzeug von Menschen bevölkert ist, können Sie ein gewisses Maß an Autonomie zulassen, aber Sie möchten möglicherweise immer noch alternative Nachrichten bereitstellen. Als vereinfachtes Beispiel:

Wenn Szenario x eintritt, folgen Sie den Anweisungen in Umschlag A, andernfalls folgen Sie den Anweisungen in Umschlag B.

Wie dies in moderne Kommunikation übersetzt würde, wäre das Senden einer Reihe alternativer Anweisungen, die Anleitungen/Befehle geben, basierend auf möglichen Ergebnissen, wie sie von der Erde vorhergesagt werden:

Wenn dieser Asteroid auf Eisen basiert, nehmen Sie sich 4 zusätzliche Tage für die Analyse; oder wenn es Wassereis ist, füllen Sie die Reaktionsmasse auf; oder wenn es bevölkert ist, fragen Sie nach ihrem Anführer

Ein Problem bei der Bereitstellung mehrerer Nachrichten besteht darin, dass der Verlust von Paketen zu Verwirrung führen kann, weshalb eine Wiederholung erforderlich ist. Anders als bei TCP/IP, wo der Empfänger sagen kann: „Ich habe die Pakete 10405 und 11200 verpasst“, wäre die Verzögerung zu lang, sodass wahrscheinlich ein kontinuierlicher Nachrichtenstrom erforderlich ist. Wie Sie sich vorstellen können, kann dies dazu führen, dass alle erforderlichen Kommunikationen zum Explorer auf einem (oder mehreren) Kanal und alle Rückkommunikationen auf einem anderen gemultiplext werden müssen.

Oder...

Sie beginnen mit einer Reihe von vorhergesagten Szenarien (zurück zum ursprünglichen Nachrichten-in-Umschlag-Szenario - oder speichern Sie sie im Speicher von HAL) und überlassen es dem Entdecker.

Dies ist eines der Dinge, die derzeit alle nach der Möglichkeit der Verwendung von Quantenverschränkung als Mittel suchen, um Informationen fehlerfrei und über enorme Entfernungen mit mehr als Lichtgeschwindigkeit weiterzuleiten:

Wiederholte Experimente haben bestätigt, dass dies auch dann funktioniert, wenn die Messungen schneller durchgeführt werden, als Licht zwischen den Messorten wandern könnte: Es gibt keine Lichtgeschwindigkeit oder einen langsameren Einfluss, der zwischen den verschränkten Teilchen passieren kann. Jüngste Experimente haben gezeigt, dass diese Übertragung mindestens 10.000-mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit erfolgt; dies legt lediglich eine untere Grenze für die Geschwindigkeit fest – gemäß dem Formalismus der Quantentheorie tritt der Effekt der Messung sofort ein.

Aber abgesehen von der Quantenverschränkung für Kommunikationszwecke haben wir derzeit keine Möglichkeit, Informationen schneller als Licht weiterzuleiten, und sie alle haben verschiedene Nachteile, hauptsächlich die Signalstärke und damit die erforderliche Leistung, damit Kommunikationssignale ohne Datenverlust übertragen werden können weite Entfernungen. Für alle Missionen in Lichtjahrentfernungen möchten Sie natürlich, dass Ihre Sonde so autonom wie möglich ist, möglicherweise eine Form von künstlicher Intelligenz (KI) an Bord hat und die Sonde zumindest etwas kontrolliert, um Hindernissen auszuweichen, auf die sie stoßen könnte .

Ähnliche halbautonome Systeme werden bereits mit mehreren unbemannten Sonden verwendet, die wir in den Weltraum geschickt haben, zum Beispiel hat die Raumsonde Rosetta die Fähigkeit, Hindernisse in unmittelbarer Nähe zu vermeiden, was wahrscheinlich erforderlich sein wird, wenn sie beginnt, den Abstand zum 67P/Churyumov zu verringern. Der Gerasimenko-Komet jagt, und wenn er sich der Sonne nähert, verstärken sich Koma und Schweife, wobei mögliche Trümmer davon absplittern. Selbst eine Entfernung von nur etwa 1 Astronomischen Einheit (AE) ist immer noch weit genug entfernt, um eine Kommunikationsverzögerung zu verursachen, die völlig unüberschaubar ist, um Kollisionen von der Erde in Echtzeit zu vermeiden.

Eine fortschrittlichere KI zu haben und unsere Sonden schließlich zu 100% autonom zu haben, nicht darauf angewiesen zu sein, mit uns über Entfernungen in der Größenordnung von Lichtjahren zu kommunizieren, und ihre Arbeit völlig unabhängig von unserer ständigen Kontrolle ihrer Funktionen zu erledigen, ist wohl nur wenige Jahrzehnte vor der Verwirklichung und sicherlich sogar in Reichweite unserer derzeitigen Technologie. Das sollte viel schneller gehen, als wir in der Lage sein werden, eine interstellare Antriebstechnologie zu entwickeln, die uns dorthin bringt, wenn unsere Sonden noch funktionieren und jeder hier noch bereit ist, die zurückgesendeten Daten abzuhören.

Ich denke, was ich zu sagen versuche, ist, dass die Kommunikationsverzögerung vielleicht nicht so wichtig ist, wenn wir lernen, dieses Hindernis mithilfe von KI zu umgehen, die viel schneller voranzukommen scheint als die Antriebstechnologie, die benötigt wird, um andere Sterne in einem zu erreichen angemessener Zeitrahmen ist. Und wenn quantenverschränkte Kommunikation möglich sein wird, werden all diese Nachteile in Bezug auf Kommunikationsverzögerungen und Leistungsanforderungen, die erforderlich sind, um ausreichend starke Signale zu erzeugen, damit wir sie schließlich aufnehmen können, verschwunden sein.

Was die unwahrscheinliche Möglichkeit angeht, dort draußen auf noch unerfüllte fühlende Wesen zu treffen, die technologisch fortgeschritten genug wären, um unsere Anwesenheit zu erkennen – all dies ist Ansichtssache, wie der Rest des Umgangs mit dem Unbekannten. Meine Meinung (nehmen Sie es als solche) ist, dass zum Glück für uns die Chancen, einer anderen Zivilisation in ihrem Gegenstück zu unserer Entwicklung im 16 Wir würden bisher unerfüllten Entitäten begegnen, die viel einfacher zu erreichen sein sollten, als die Populärkultur uns in Science-Fiction-Filmen und Literatur glauben machen möchte.

Wenn sie technologisch weniger fortgeschritten wären, würden Sie wahrscheinlich unentdeckt vorbeigehen oder unsere Anwesenheit als etwas abtun, mit dem sich die Zivilisation, der Sie begegnet sind, identifizieren kann. Und wenn sie genauso oder technologisch fortgeschrittener sind als wir derzeit, werden sie gut genug wissen, dass es sich um eine Robotersonde handelt, die sie entdeckt haben, als einen solchen Beweis für intelligentes Leben anderswo in den Weiten des Universums, und werden sich wahrscheinlich freuen und haben eine goldene Schallplatte mit Grüßen von der Erde, die sie ganz oben auf ihre Charts setzen können. Und wenn sie dies nicht tun und von Natur aus kämpferisch sind, werden sie höchstwahrscheinlich zu sehr mit sich selbst beschäftigt sein, um sich um eine andere Zivilisation zu kümmern, die Lichtjahre entfernt ist, und bis sie könnten, wird ihre Zivilisation in die Steinzeit zurückversetzt sein.

Ich denke nicht, dass wir uns damit beschäftigen sollten, wie fortgeschritten einige theoretische Zivilisationen sein könnten, die nicht unsere sind und die Lichtjahre entfernt sind, sondern häufiger zurückblicken und über uns selbst nachdenken, in welche der beiden beschriebenen Richtungen wir uns bewegen. Meine 2 Cent. ;)