Por que comunicação em tempo real não é possível entre a Terra e outros planetas

 

A velocidade da luz teria que aumentar drasticamente para alcançar a comunicação interplanetária ou interestelar, explica especialista espanhol.

Por BBC

10/02/2022 21h40  Atualizado há 2 dias

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Por que comunicação em tempo real não é possível entre a Terra e outros planetas — Foto: Arquivo

Os seres humanos comunicam-se entre si de duas formas. A primeira é a mesma utilizada por outros animais: a emissão de ondas sonoras.

Mas elas são lentas e não se propagam por mais de algumas dezenas de metros, devido à atenuação causada pelo ar. Por isso, temos procurado desde a Antiguidade formas alternativas de comunicação a longas distâncias.

Sinais de fumaça, bandeiras e espelhos foram algumas soluções, mas eram ineficientes com respeito à quantidade de dados que podiam transmitir. Já as cartas permitiram transmitir muito mais informações, mas eram muito lentas.

O grande salto foi produzido com o domínio progressivo das ondas eletromagnéticas. Em 1791, Claude Chappe inventou o telégrafo óptico — um sistema que permitia a transmissão de um símbolo a cada dois minutos entre Paris e Lille, na França, cobrindo uma distância de 230 km. Mas esse sistema dependia das condições climáticas e não funcionava à noite.

Em 1837, foi implementado o telégrafo elétrico, criação dos inventores ingleses William F. Cooke e Charles Wheatstone. Em poucos anos, foi possível conectar os Estados Unidos de leste a oeste e, posteriormente, transmitir através do oceano por meio de cabos submarinos.

Em 1901, Guglielmo Marconi desenvolveu experimentos com telegrafia sem fio cruzando o Oceano Atlântico.

Já nos séculos 20 e 21, a aplicação da fibra óptica e da moderna tecnologia sem fios levou à criação da sociedade da informação, na qual podemos nos comunicar uns com os outros em tempo real.

Tudo isso é possível porque as ondas eletromagnéticas são transmitidas de forma muito mais rápida que as ondas sonoras. O som, mesmo se transmitido em condições ideais, através de diamante, atinge uma velocidade 10 mil vezes menor que as ondas eletromagnéticas transmitidas pelo ar ou por fibra óptica.

Um parâmetro que permite avaliar a qualidade das comunicações é o tempo de ida e volta (RTT, na sigla em inglês), ou seja, o tempo transcorrido desde a transmissão de uma mensagem por um emissor ao seu receptor até que chegue de volta a resposta. Seu valor aproximado é de duas vezes a distância entre os interlocutores, dividido pela velocidade de propagação do sinal.

Cientistas e engenheiros definem o limite máximo de RTT para que se tenha qualidade de comunicação em tempo real em cerca de 200 milissegundos.

Se considerarmos que a velocidade do som no ar é de 340 m/s e que o RTT não deve superar 200 ms, podemos calcular que a distância para a conversa entre duas pessoas não deve exceder 34 metros — um valor lógico, se considerarmos que as ondas sonoras destinam-se à comunicação entre pessoas próximas entre si.

Com relação aos sinais eletromagnéticos, é possível hoje em dia fazê-los propagar-se através de meios guiados e sem fio à velocidade de cerca de 2x108 m/s, o que é similar à velocidade da luz (e, no caso da fibra óptica, a transmissão é feita pela própria luz).

Com essa velocidade, para não superar o RTT de 200 ms, a separação entre os dois interlocutores deve ser de não mais de 20 mil quilômetros, que é exatamente a maior distância entre dois pontos quaisquer da superfície terrestre.

Em outras palavras, a velocidade de propagação das ondas eletromagnéticas é adequada para comunicação em tempo real entre todos os habitantes da Terra.

E na comunicação interplanetária?

Entre a Terra e a Lua (384 mil quilômetros de distância), o RTT aumenta para vários segundos. Este valor é inaceitável para muitas das aplicações utilizadas na nossa sociedade da informação.

Já entre a Terra e os demais planetas, o RTT chega a minutos. E nem se fale na estrela mais próxima, Proxima Centauri, situada a 4,2 anos-luz da Terra. Seu RTT é de 8,4 anos.

Ou seja, precisaríamos esperar mais de duas olimpíadas para receber uma resposta de um interlocutor hipotético em um planeta que gire ao redor daquela estrela.

 

A velocidade da luz precisaria aumentar drasticamente para conseguirmos chegar à comunicação interplanetária ou interestelar.

Por outro lado, se a velocidade da luz fosse menor, não seria possível comunicar dois pontos da Terra sem correr o risco de que o RTT superasse os 200 ms. Em outras palavras, a comunicação terrestre em tempo real não seria possível e a sociedade da informação entraria em colapso.

Se a velocidade de propagação da luz em fibra óptica fosse de 2x107 m/s em vez de 2x108 m/s, por exemplo, o RTT entre Buenos Aires, na Argentina, e Seul, na Coreia do Sul (quase 20 mil km de distância) aumentaria de 200 ms para 2 segundos.

Isso significaria precisar ficar esperando cada vez que alguém falasse, enquanto aplicativos mais exigentes, como cirurgias remotas ou videogames interativos, não conseguiriam enfrentar esse aumento de tempo.

A velocidade das ondas eletromagnéticas é suficiente para que os seres humanos se comuniquem em tempo real entre dois pontos quaisquer na Terra, mas se torna insuficiente à medida que nos afastamos do planeta.

 

A sociedade da informação somente é possível em planetas cujo diâmetro não é maior que o da Terra e somente um animal como o ser humano, capaz de controlar a propagação de sinais eletromagnéticos, pode beneficiar-se dessa tecnologia.

Esta coincidência paradoxal levanta questões como o ajuste fino do universo ou o princípio antrópico, além de abrir caminho para outras reflexões. Uma delas é o motivo pelo qual o ser humano convergiu para o desenvolvimento da sociedade da informação em um planeta como a Terra.

O RTT de 200 ms, considerado adequado para aplicações em tempo real, é válido porque o nosso cérebro, combinado com outras partes do nosso corpo, como os olhos e os ouvidos, reage a diferentes estímulos com tempos de resposta que se ajustam a esse valor.

Além disso, esse valor de RTT é fruto de muitos anos de evolução e o diâmetro da Terra também foi resultado da expansão do universo. O terceiro parâmetro, a velocidade da luz, é combinado com o RTT e o diâmetro da Terra para criar a sociedade da informação, que basicamente consiste de muitos seres humanos interagindo entre si em tempo real na superfície do nosso planeta.

Outra reflexão refere-se a qual o sentido de colonizar planetas se não é possível comunicar-se com eles em tempo real. Será que, no futuro, poderemos superar a velocidade da luz?

*Ignacio del Villar Fernández é professor titular de tecnologia eletrônica da Universidade Pública de Navarra, na Espanha.