¿Qué necesitaría una especie para poder transmitir y recibir ondas de radio de forma inherente? [duplicar]

La radio más simple es un receptor de radio de cristal y está disponible para que los niños jueguen y construyan ellos mismos. El elemento clave del diseño es el cristal que demodula la señal de radio para obtener la señal de audio. El diseño completo se describe aquí: https://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_radio#Design

El lado de la transmisión de una radio es un poco más complicado, y además de un oscilador (también un cristal) requiere un transformador para modular las ondas de radio para transportar la señal. Tomemos como ejemplo este simple transmisor AM: http://sci-toys.com/scitoys/scitoys/radio/am_transmitter.html

Su especie alienígena entonces necesitaría hacer crecer biológicamente un cristal (es posible, con acceso a los elementos correctos, usando mecanismos como una mezcla de cálculos renales y tejido de telaraña), así como cableado y alguna forma de producir un potencial eléctrico (también posible , como un diseño más avanzado de anguilas eléctricas, excepto contenidas y dirigidas a los circuitos) para formar el inductor de sintonización y el transformador.

Si considera una señal de radio como el espectro electromagnético, entonces ya tiene una respuesta con luz "visible". Lo que los humanos percibimos a través de nuestros ojos no es más que un rango específico del espectro, en el que el sol emite luz. Otras especies pueden percibir fuera del rango humano: las abejas ven en el rango ultravioleta para detectar flores, y algunos depredadores pueden ver en el infrarrojo. Así que puedes imaginar la evolución que llevó al uso de otras longitudes de onda si da una ventaja (ser social es una ventaja).

Por parte del emisor, existen bioluminiscencias. Puedes imaginar otras reacciones químicas o físicas para emitir en otros rangos. Almacenar isótopos específicos y liberarlos en pequeñas cantidades, o tal vez mover órganos de hierro para generar campos magnéticos. Tenga en cuenta que los torpedos y otros peces tienen la capacidad de producir descargas eléctricas. Dichos órganos también podrían ser adecuados para emisiones eléctricas más ligeras.

Exactamente para ondas de radio, algún tipo de material de baja resistencia (metales para obtener mejores resultados) cerca de la superficie del cuerpo, con su tamaño lo más cercano posible a la longitud de onda de la señal. Tal vez, en forma de antena dipolo... ¿antenas en sus cabezas, con nervios ricos en cobre? El problema es, bueno, tres problemas.

1) Transmisión y recepción de radio. Si la recepción es relativamente simple, la transmisión no tanto. Debido a ciertas leyes del campo magnético, la intensidad del campo se divide en el cubo de la distancia, para la emisión no enfocada. Y para enfocar las ondas de radio se necesita algo parecido a antenas parabólicas o incluso antenas más complicadas. Entonces, el problema es que necesitan mucha energía para emitir un mensaje comprensible. ¿Pueden tener sentidos muy, muy agudos? Ellos pueden. Pero entonces, surge el segundo problema.

2) Ruidos. El ladrillo de piedra deja pasar el Wi-Fi. La copa densa del árbol lo mata sin remordimiento. Si imaginamos que su especie tiene sistemas nerviosos muy, muy sensibles para recibir incluso los mensajes más débiles, terminamos con otro problema. En nuestro mundo, las especies vivas no han desarrollado capacidades de recepción de radio, a pesar de que la abundancia de tales ondas es similar a la luz, porque el alcance de la radio no es confiable. La luz se consume casi en su totalidad, reflejada por la hoja. Onda de radio: refleja y pasa al mismo tiempo. En un día soleado, quedará cegado debido a la radiación solar (sí, en longitudes de onda de radio) que inunda su entorno, parcialmente reflejada, parcialmente atravesando todo, incluso el aire ofrece cierta resistencia. Imagina vivir en un mundo de lentes y prismas un poco ahumados e intentar ver a tu vecino en él. En un día nublado, El estallido EMP de una tormenta eléctrica quemará cualquier aparato sensible al igual que las ondas expansivas nos hacen sordos y los destellos de luz nos ciegan. Este problema del sol y las tormentas se vuelve menos problemático si viven bajo tierra, así es. Pero esto nos da un problema aún mayor.

3) Las ondas de radio se ubican entre el sonido y la luz en la escala de longitud de onda, y viajan a través de la materia dura con mayor éxito que la luz, pero con menos éxito que el sonido. De hecho, la tierra cruda y tímida devorará fácilmente su señal de radio, al igual que lo hace una lámina de metal puesta a tierra.

Hierve la pregunta: ¿no suenan mejor? Viajan razonablemente rápido y muy lejos a través de sustancias duras, y son mucho más razonables de transmitir: simplemente toque el suelo.

Por cierto, no olvide que las células nerviosas conocidas transmiten cien pulsos por segundo como máximo, por lo que las ondas de radio no son de ninguna manera más densas como portadoras de datos que el sonido para el receptor orgánico, a menos que tales especies desarrollen una gama realmente amplia de antenas. o sus nervios funcionan con un principio diferente, que es carta blanca en muchos, muchos frentes. Pueden ser de naturaleza más metálica, ya que los artropoides no necesitan doblarlos mucho, lo que convierte su sistema nervioso en una antena de amplio alcance sin siquiera necesitar un cerebro centralizado, ya que el cuerpo puede controlarse directamente desde el exterior. Lo cual, otoh, será una gran vulnerabilidad para explotar en el conflicto.

Bueno, en primer lugar, si desea una transmisión óptima a través de las paredes, las longitudes de onda más largas son mejores. Cuanto más alta es la frecuencia, más tienden las ondas a golpear las cosas. Esto se contrarresta con el hecho de que las longitudes de onda más largas requieren antenas más grandes. Si desea largo alcance, las longitudes de onda más cortas funcionan mejor porque puede hacer cosas sofisticadas como rebotar en la ionosfera o la luna para sortear la curvatura del planeta. (Todo esto es una gran simplificación, lo sé, pero es lo suficientemente bueno para estos propósitos).

Ahora, en cuanto a qué tipo de estructuras necesitarían, en realidad es bastante simple. Si su dentista estropea un empaste metálico, es muy posible que termine escuchando una de las estaciones de radio AM locales entre dientes. El esmalte dental es un material piezoeléctrico. (aunque no uno particularmente bueno). Pasar electricidad a través de él lo hace vibrar, y vibrarlo hace que produzca pequeñas cantidades de electricidad. Obtenga un puente conductor con la inductancia adecuada y colóquelo entre los puntos correctos, y obtendrá un circuito básico que puede captar ondas de radio de un rango de frecuencia particular.

En cuanto a la transmisión, no la compliques demasiado. El tipo de transmisor más simple es el "espacio de chispa" y es exactamente lo que dice en la lata. Salta un arco eléctrico entre dos conductores y obtendrás ondas de radio en una variedad de frecuencias. (Puede hacerlo más complicado para una mayor eficiencia, pero uno muy básico es poco más que eso). No está modulado, por lo que tendrán que usar algún tipo de código de pulso similar a la forma en que los delfines se hacen clic entre sí. Las anguilas eléctricas pueden producir suficiente voltaje y corriente para poder hacer algo así si no fueran criaturas acuáticas (y tolerarían tener algunos pedazos de alambre pegados a sus cuerpos...), por lo que está dentro del ámbito de la posibilidad.

La tasa de datos dependerá principalmente de qué tan rápido sus cerebros puedan procesar los clics entrantes y cuánta energía metabólica puedan dedicar a la generación de electricidad. Probablemente por orden de un operador de telégrafo experto. Y tenga en cuenta que es una señal de banda muy ancha, por lo que, si bien puede sintonizarla un poco, no puede poner muchos canales en su ancho de banda, por lo que tendrán que tener algún tipo de protocolo sobre quién llega a hablar cuando para evitar la congestión y la interferencia.

Si necesita detalles esenciales de cómo funciona por alguna razón, consulte la página de wikipedia sobre transmisores de chispa, es bastante completa.

Nota al margen: desde un punto de vista evolutivo, la forma más probable de que esto suceda sería que la criatura haya desarrollado un mecanismo de defensa basado en descargas eléctricas, similar a varias criaturas acuáticas, y luego lo haya desarrollado lentamente hasta convertirse en un transmisor de radio. Las probabilidades son razonables de que el mecanismo de defensa original todavía esté disponible para ellos. Si son inteligentes, entonces el desarrollo de la radio también podría ser externo a sus cuerpos y ser simplemente un dispositivo de radio que construyen, transportan y alimentan con su sistema nervioso.

Puede haber algo para que construyas en función de cómo funciona una resonancia magnética. Básicamente, los imanes giratorios producen ondas de radio. Ver: ¿Agitar un imán crea luz? Desafortunadamente, parece que crear las frecuencias que espera podría ser demasiado imaginativo para creer que es una estructura biológica evolucionada.

Tal vez en lugar de estar en sus cuerpos, "construyen" los transmisores como parte de su nido (o más bien, quiero decir que la forma interesante en que construyen el nido crea un transmisor, pero no es realmente algo intencional), entonces algunos El órgano que recibe las señales se mueve fácilmente con la mano como plausible, considerando que los ojos son una estructura común.

En la vida real aquí en la Tierra, estas criaturas que anidan dependen en gran medida del sonido y el olfato (feromonas). Esos son bastante efectivos, como lo demuestra el uso casi universal. Sé que las ondas de radio hacen que tus criaturas sean más interesantes, pero si no es vital para la historia, quizás valga la pena reconsiderar su inclusión.