Las estrellas como dispositivos de comunicación

He estado pensando en el uso de Dyson Spheres como un dispositivo de comunicación de largo alcance. La esfera tendría efectivamente un estado abierto y cerrado para una colección de paneles que podrían intercambiarse en rápida sucesión.

Lo que estoy pensando es que con una configuración como esta podría usarse para transmitir información binaria a la velocidad de la luz de forma omnidireccional. Estoy pensando que desde un punto de vista fijo esto se parecería mucho a un púlsar.

¿Es esto realista? ¿Qué tipo de detalles debo agregar aquí?

Entonces, básicamente, ¿usar una luz parpadeante como forma de comunicación?
Parece que estás tratando de construir uno gigante de estos
Tendría una tasa de bits realmente baja, ya que las señales de coordinación se propagarían sobre la superficie de la esfera a la velocidad de la luz/
@jamesqf: Pero no tendría que preocuparse demasiado por las correcciones de errores por caer un poco. Quiero decir... Vaya...
@jamesqf Si la fuente de los datos se puede colocar en el núcleo de la estrella o cerca de la superficie de la estrella, se puede hacer que la señal llegue a través de la esfera dentro de un cierto período de tiempo para mejorar la tasa de bits a una cantidad arbitraria (suponiendo que los paneles en la esfera son "tontos") pero una vez que cada panel en la esfera sabe cuánto retraso usar, puede volver a obtener una tasa de bits limitada solo por la tasa de cambio de estos paneles
@jamesqf Tendría una latencia muy alta, pero no veo por qué la tasa de bits tendría que ser inferior a la velocidad de conmutación máxima de los paneles. Simplemente ajústelo de modo que una vez que la señal de coordinación llegue al punto más alejado de la fuente de la esfera, todos los interruptores se activen simultáneamente. (Y no hay ninguna razón por la que tenga que esperar esto antes de transmitir el siguiente bit. Solo necesitaría un búfer de algún tipo para realizar un seguimiento de los bits recibidos anteriormente en los paneles más cercanos a la fuente).
Ah, sí, estrellas, la luz de fondo elegida para las pantallas LCD a escala de Dyson...
@DanielWagner: exactamente lo que estaba pensando. ¿Por qué hacerlo mecánico solo porque todos los viejos más pequeños lo son? Cree grandes pantallas LCD transparentes que pueda oscurecer por completo. Obtiene su velocidad de transmisión omnidireccional de luz y muchas menos partes móviles para mantener. Sin algún tipo de ventilación o algo así, sin embargo, se pondría muy caliente allí.

Respuestas (4)

Según su descripción, parece que está buscando un heliógrafo estelar o una lámpara de señales .

Creo que el problema aquí es que confías en un dispositivo mecánico para abrir una "ventana" para que pase la luz. Como sugirió Lacklub, podría usar varias técnicas para aumentar la velocidad de transferencia. Sin embargo, aún deberá asegurarse de que la lámpara de señal gigante apunte exactamente al receptor. Esto es más complejo con dispositivos mecánicos.

En cambio, sugeriría mirar la comunicación láser. Dado que ya está recolectando energía de su esfera Dyson, un láser parece un dispositivo de transmisión razonable. Tiene la ventaja de ser mucho más fiable y regular que abrir una "ventana". También puede codificar más información por segundo de ráfaga, ya que puede apagar y encender el láser más rápido de lo que puede abrir un panel.

Todo tiene sentido ahora...

Editar: Schwern menciona un buen punto de que esto no es omnidireccional como se solicita en el OP. Si el OP no necesita una comunicación verdaderamente omnidireccional, sino más bien una comunicación con múltiples fuentes, entonces, por supuesto, podría usar múltiples láseres. Fuera de un contexto SETI, creo que los creadores tendrían una idea de hacia dónde quieren "transmitir" y, por lo tanto, podrían aprovechar toda la luz que va al espacio vacío. La cantidad de energía desperdiciada al apagar la esfera Dyson es literalmente astronómica.

El OP solicitó una transmisión omnidireccional (por alguna razón) que descarta los láseres.
Un buen punto, edité mi publicación en consecuencia.
Apagar una pantalla LCD sería tan rápido como apagar un láser.
Pero, ¿podría una estructura hecha de paneles LCD actuar también como una esfera Dyson?

Debería pensar en qué tan grandes son los paneles y qué tan rápido los está moviendo. Si los paneles son del tamaño de la estrella, por ejemplo, tomará más de dos segundos moverlos hacia el agujero, y eso es viajar casi a la velocidad de la luz. Si es más pequeña que la estrella, entonces la estás atenuando para el destino.

Hay algunas cosas que podría hacer para aumentar la densidad de información en esta transmisión y seguir siendo (casi) tan brillante como una estrella:

  1. frecuencias Solo puede permitir el paso de ciertas frecuencias de luz, es decir. poniendo productos químicos en el camino, para aumentar la cantidad de información cada segundo. Esto obliga al destino a utilizar la espectroscopia para recuperar la información.

  2. Paneles más pequeños. Puede tener una cuadrícula de paneles en los que cada uno sepa toda la información que sale: pueden ser hexágonos delgados, por ejemplo. Pídales que estén planos cuando bloqueen la luz, luego gire hacia su lado delgado para dejar pasar la luz. Con una gran variedad de paneles, puede hacer que cada panel sea pequeño y se voltee rápidamente.

  3. Polarización. El sol emite luz de un espectro continuo de polarización. Hay algunas polarizaciones que puede usar para aumentar la densidad de la información, pero esta es más complicada por razones de mecánica cuántica.

Si desea mantener esto lo suficientemente brillante como para ver, y quiere una velocidad de transferencia de información decente, le recomendaría elegir 2, y tal vez 1. Incluso puede cubrir toda la esfera con paneles como 2. Por supuesto, usted podría querer encontrar una razón por la cual usar un láser no es una mejor alternativa.

Ya estaba pensando en el n. ° 2, en realidad tener toda la esfera construida de esta manera posiblemente con decenas de miles (o más) paneles. Originalmente estaba pensando en la luz láser, pero parece que la pérdida de salida frente al espectro completo no valdría la pena.
@TimBrigham Ah, está bien. Después de leer tu publicación nuevamente, me di cuenta de que leí mal. La luz láser se puede encender y apagar muy rápidamente en comparación con los interruptores mecánicos convencionales, y puede tener varios láseres de diferentes frecuencias para obtener la densidad de información requerida. Y el espectro completo es solo un beneficio si lo usa.
Al usar una cuadrícula de paneles, estás haciendo una lámpara Aldis gigante.
@Schwern Exactamente. Pero no se pueden fijar sólo en los extremos: si lo fueran entonces el esfuerzo mecánico para girarlos, que sólo puede ir a la velocidad de la luz (menos aún: la velocidad del sonido en el material) provocaría ondas en el material. , y dar como resultado un accionamiento lento. Por lo tanto, deben ser accionados a lo largo de todo el material.
@Lacklub Estás asumiendo que estos paneles deben ser enormes y largos. En su lugar, use una cuadrícula de paneles cuadrados más pequeños. Por ejemplo , E Ink utiliza una cuadrícula de partículas diminutas para crear imágenes.

No estoy seguro de lo útil que sería. La mayoría de las personas lo suficientemente cerca como para leer la señal estarían mejor comunicadas por radio.

Por supuesto, está limitado a la velocidad de la luz para sus comunicaciones, que también es la misma velocidad que las ondas de radio y otras comunicaciones electromagnéticas.

Lo único que tendría sobre una señal de radio es que tendría el poder de la estrella generando la señal, en lugar del equipo. Pero en este momento tienen una Esfera Dyson, recolectando toda la energía que puede del sol. Entonces, si bien es una buena idea tener un señalizador de código Morse que use un sol parpadeando hacia adentro y hacia afuera. No parece el uso más económico de tiempo o energía.

Esto no es diferente de los pulsos ópticos en el cable de fibra óptica; es solo que ahora, el espacio es el medio de transmisión. Solo sigue el protocolo.

De Agrawal, Manish (2010). Comunicaciones de datos empresariales. John Wiley & Sons, Inc. pág. 54.

  1. Los datos se codifican como números binarios en el extremo del remitente
  2. Una señal portadora se modula según lo especificado por la representación binaria de los datos.
  3. En el extremo receptor, la señal entrante se demodula en los números binarios respectivos
  4. Se realiza la decodificación de los números binarios.

... Solo para descubrir que no funciona.

Mira, los cables de fibra óptica tienen lo que se llama baja atenuación, dadas ciertas pautas, como la longitud del cable y la tasa de bits.

En el espacio, tiene pérdida de datos de cosas como

  • Interferencia de ondas
  • Gravedad: al pasar el cuerpo celeste, doblará la luz.
  • polvo espacial
  • Los puntos de falla relacionados con la energía mecánica gastada en mover sus paneles
  • ...

Si desea un modo confiable de comunicación a la velocidad de la luz, hay otro: Radio.

Es probable que debido a que la radio se desarrollaría mucho antes de que usted tenga una esfera de código Morse de Dyson, es probable que tenga una mejor tecnología de verificación de errores desarrollada en el extremo receptor. Las longitudes de onda más largas también son mejores que la luz visible (más cortas que la radio) porque no se dispersan tan fácilmente (consulte la dispersión de Rayleigh), lo que superaría más obstáculos que encontraría en el espacio.

la radio ES luz, la luz ES radio. La única diferencia es la frecuencia de la radiación electromagnética. La gravedad afecta tanto a las ondas de radio como a los rayos de luz.
@BenVoigt Al decir que la radio viaja a la velocidad de la luz, no estaba diciendo que la radio no es luz. Viaja a la velocidad de la luz porque es luz. Simplemente pensé que era tan obvio que no tenía que decirlo explícitamente. Y se entiende su punto, pero tengo la sensación de que recibir e interpretar la radio está mejor formulado que una versión de muchos años luz de un cable de fibra óptica.
@BenVoigt Sí, lo hice. Hay otra: Radio. Enumeré la radio en lugar de encender y apagar un interruptor un montón de veces. ¿Leíste la pregunta?
@BenVoigt Modulación de amplitud y modulación de frecuencia, ninguna de las cuales involucra energía mecánica que mueve paneles de varias millas de largo con millones de puntos de falla, lo que podría afectar el nivel de atenuación y la cantidad (y calidad) de información que se puede enviar.
@BenVoigt He abordado sus problemas en mi respuesta.
Las estrellas como dispositivos de comunicación
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v