¿Cómo sería ser una persona en la Tierra por teléfono con una persona en una nave espacial que viaja al 10%, 50% o 99% de la velocidad de la luz?

Gracias por el A2A! Ambas respuestas plantean el problema más grave: el efecto Doppler. A medida que una nave se aleja o se desplaza hacia usted, el ancho de banda de la señal cambiará constantemente. Una secuencia que bits codificados en el portador variará, ya sea estirando o encogiendo. Es poco probable que el sistema pueda modificarse para cambiar a la misma velocidad para mantener una comunicación significativa. Para el caso orbital: Primero, no estaría en órbita, ya que su velocidad estaría muy por encima de la velocidad de escape. Sin embargo, si uno volara en un círculo alrededor del planeta, te encontrarás volteando a través de distancias de línea de sitio bastante rápido.

Para señalar la dificultad de la radiografía en el espacio de manera inteligible, sea testigo del programa Apolo: SI la Luna no siempre miraba a la Tierra, y permanecía a una distancia fija de la Tierra y a una velocidad constante, sería casi imposible mantener una antena apuntada. Por mucho que me gustó la película “Armageddon”, se suspendió la creencia de que parecían encontrar una manera de mantener las comunicaciones con un asteroide en caída. Además, cualquier operador de radioaficionados que haya trabajado los satélites OSCAR le dirá, incluso cerca del planeta, que estos satélites de órbita polar requieren un toque hábil para apuntar las antenas y una variación constante en la sintonización para mantener un tono comprensible en el altavoz.

Entonces, en pocas palabras, tratar de mantener una llamada celular a cualquier barco que esté acelerando en el espacio, y mucho menos uno que esté acelerando una fracción significativa de la velocidad de la luz, es en este momento, y posiblemente en el futuro, improbable, si no imposible.

Cuando utiliza teléfonos, la señal de audio analógica se digitaliza, codifica y luego se convierte en señal electromagnética que se envía por el aire. Cuando el emisor viaja muy lentamente en comparación con la velocidad de la luz, el receptor (estación móvil) recibirá la misma señal enviada, que debe decodificarse y luego convertirse en señal de audio analógica.
No hay complicaciones aquí.

Si el emisor viaja a altas velocidades comparables a la velocidad de la luz, entonces el receptor (estación móvil) no recibirá la misma señal. Obtendrá una señal modificada debido al efecto Doppler o al cambio de longitud de onda. (CASO A) Si el receptor es consciente de la velocidad del remitente, puede corregir la señal recibida para obtener la señal original transmitida, de modo que el audio se pueda generar correctamente. (CASO B) Si el receptor no es consciente de la velocidad del remitente, entonces no puede corregir la señal recibida, por lo que no puede obtener la señal transmitida original, por lo que el audio no se puede generar correctamente.

Esta respuesta no cambia si está viajando lejos o hacia o alrededor de la tierra. Si el receptor recibe una señal modificada y sabe cómo corregirla, funcionará bien. Si el receptor recibe una señal modificada debido al efecto Doppler o al cambio de longitud de onda, y no sabe cómo corregirlo, entonces no funcionará.

El efecto primario se debería a una relatividad especial, por lo que la masa de la tierra no es relevante. Sin embargo, la distancia desde la Tierra es.

El primer efecto son los retrasos de tiempo. Según el tiempo que dure su conversación, es posible que tenga que esperar mucho tiempo para recibir respuestas. Por ejemplo, si la nave viajaba lejos de la tierra, el tiempo de demora entre las respuestas aumenta en 10%, 50% y 99% de su tiempo. También el tiempo de las naves espaciales, lo que parece divertido, pero está bien porque la dilatación del tiempo funciona para ambos problemas. Este no es un problema para una nave espacial que viaja alrededor de la tierra.

El segundo problema se debe a la dilatación del tiempo, y es un glorioso cambio Doppler. Los mensajes que llegan desde una nave espacial que se aproxima aumentan en frecuencia y disminuyen en longitud. Los mensajes que llegan desde una nave espacial en retirada disminuyen en frecuencia y tardan más en llegar.

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