Ingrandimento di un segnale radio con lenti gravitazionali. Crediti:Claudio Maccone
Come disse una volta Carl Sagan, "Il cielo ci chiama. Se non ci distruggiamo, un giorno ci avventureremo tra le stelle." E i nostri primi emissari verso le stelle saranno sonde robotiche. Queste sonde interstellari saranno in gran parte autonome, ma vorremo comunicare con loro. Proprio alla fine, vorremmo che telefonassero a casa e ci dicessero cosa hanno scoperto. Le stelle sono lontane, quindi le sonde dovranno effettuare una chiamata a lunghissima distanza.
Attualmente, comunichiamo con le sonde spaziali in tutto il sistema solare tramite il Deep Space Network (DSN). Questa è una raccolta di stazioni di antenne situate in tutto il mondo. Ogni stazione ha una grande parabola di 70 metri e diverse parabole più piccole. Tali grandi antenne sono necessarie perché i segnali di una sonda spaziale sono piuttosto deboli, e diventano più deboli con l'aumentare della distanza.
Quando iniziamo a inviare sonde ad altre stelle, avremo bisogno di una rete di comunicazione interstellare. Forse un Internet a livello di galassia. Ma non sappiamo ancora come realizzarne uno. Sebbene possiamo trasmettere potenti segnali radio nello spazio, la forza di questi segnali si affievolisce a distanze stellari. La maggior parte di ciò che trasmettiamo non può essere rilevato oltre pochi anni luce data la nostra tecnologia attuale. Sono state proposte diverse soluzioni, come l'utilizzo di luce laser focalizzata, ma un nuovo studio esamina l'utilizzo della lente gravitazionale per portare a termine il lavoro.
I segnali radio sono una buona scelta per le distanze interstellari perché possono trasmettere una buona quantità di dati a una potenza relativamente bassa. Questo è il motivo per cui usiamo la radio per la comunicazione interplanetaria. Lo svantaggio è che poiché le onde radio hanno una lunghezza d'onda lunga, sono difficili da mettere a fuoco in un'unica direzione. Possiamo puntare uno stretto raggio di luce laser su una particolare stella, ma non possiamo focalizzare facilmente un raggio stretto di luce radio. E i nostri segnali radio dovranno essere focalizzati per essere trasportati attraverso anni luce.
Questo nuovo studio esamina come i segnali radio potrebbero essere focalizzati dal sole o dalle stelle vicine. Poiché le stelle deformano gravitazionalmente lo spazio intorno a loro, la luce che passa vicino a una stella può essere soggetta a lenti gravitazionali. Questo effetto può essere utilizzato per focalizzare la luce radio in modo simile al modo in cui una lente di vetro focalizza la luce ottica. In questo nuovo documento, Claudio Maccone ha fatto alcuni calcoli di base sul tipo di larghezza di banda che si può ottenere tra il sole e le stelle vicine come Alpha Centauri e Barnard's Star. La velocità dei dati potrebbe essere dell'ordine di kilobit/secondo, che è nell'ordine dei vecchi giorni di dial-up di Internet. Non eccezionale per gli standard moderni, ma certamente sufficiente per trasmettere immagini e dati utili da un'altra stella.