Proč nemůžeme komunikovat v reálném čase mimo Zemi?

Na Zemi mohou všichni obyvatelé komunikovat v reálném čase, protože rychlost šíření elektromagnetických vln to umožňuje. To však není možné mimo naši planetu, píše server Numerama.

Lidé spolu komunikují dvěma způsoby. První z nich je shodný s tím, který používají živočichové: vysílání zvukových vln. Ty jsou však pomalé a kvůli útlumu způsobenému vzduchem se nešíří dále než několik desítek metrů. Proto již dlouho hledáme alternativy pro komunikaci na velké vzdálenosti. Používaly se kouřové signály, vlajky a zrcadla. Všechny však byly z hlediska množství informací, které mohly přenést, poměrně neúčinné. Pohlednice dokázaly přenášet mnohem více dat, ale byly velmi pomalé.

Velký skok vpřed umožnilo postupné zvládnutí elektromagnetických vln. V roce 1791 vynalezl Claude Chappe optický telegraf, systém schopný přenášet každé dvě minuty symbol mezi Paříží a Lille vzdálenými 230 km. Záleželo však na povětrnostních podmínkách a v noci nefungovalo.

V roce 1837 představili William F. Cooke a Charles Wheatstone elektrický telegraf. Během několika let bylo možné komunikovat z východu na západ napříč Spojenými státy a později i přes oceány pomocí podmořských kabelů. V roce 1901 Guglielmo Marconi uskutečnil pokusy s bezdrátovou telegrafií přes Atlantický oceán.

• 

Komunikace v reálném čase v informační společnosti

Již ve 20. a 21. století vedlo použití optických vláken a moderních bezdrátových technologií k vytvoření informační společnosti, v níž můžeme komunikovat v reálném čase. To je možné, protože elektromagnetické vlny se přenášejí mnohem rychleji než zvukové vlny. Zvuk je i za optimálních podmínek, například v diamantu, 10 000krát pomalejší než elektromagnetické vlny přenášené vzduchem nebo optickými vlákny.

Jedním z parametrů pro hodnocení kvality komunikace je doba přenosu (RTT). Jedná se o dobu, která uplyne od okamžiku, kdy odesílatel odešle zprávu příjemci, do okamžiku, kdy obdrží odpověď. Lze ji odhadnout jako dvojnásobek vzdálenosti mezi partnery dělený rychlostí šíření signálu.

Inženýři a vědci definují hodnoty doby přenosu okolo 200 milisekund jako hranici kvality pro komunikaci v reálném čase. Vezmeme-li v úvahu, že rychlost zvuku ve vzduchu je 340 m/s a že doba přenosu by neměla překročit 200 ms, můžeme odvodit, že vzdálenost pro rozhovor mezi dvěma lidmi by neměla překročit 34 metrů. Tato hodnota je logická, pokud vezmeme v úvahu skutečnost, že zvuková komunikace je určena pro konverzaci mezi lidmi, kteří se nacházejí v těsné blízkosti.

• 

Pokud jde o elektromagnetické signály, ty se dnes mohou šířit vedenými a bezdrátovými prostředky s hodnotami řádově 2×108 m/s, což je rychlost podobná rychlosti světla (v případě optických vláken se přenáší světlo). Pokud nemá být překročena rychlost 200 ms, nesmí být při této rychlosti vzdálenost mezi dvěma partnery větší než 20 000 km, což je největší vzdálenost mezi dvěma body na zemském povrchu.

A co komunikace v meziplanetárním měřítku?

V případě Měsíce, který je od Země vzdálen 384 000 km, se doba přenosu prodlouží na několik sekund. To je pro mnoho aplikací, které v naší informační společnosti používáme, nepřijatelné. U planet je doba přenosu v minutách. Nemluvě o nejbližší hvězdě, Proximě Centauri, vzdálené 4,2 světelného roku. Jeho doba přenosu je 8,4 roku. Trvalo by více než dvě olympiády, než bychom dostali odpověď od hypotetického partnera na planetě obíhající kolem této hvězdy.

Aby byla možná meziplanetární nebo mezihvězdná komunikace, musela by se rychlost světla výrazně zvýšit. Pokud by naopak rychlost světla byla nižší, nebylo by možné komunikovat mezi dvěma body na Zemi, aniž by hrozilo, že doba přenosu překročí 200 ms. Jinými slovy, pozemní komunikace v reálném čase by již nebyla možná a informační společnost by se zhroutila.

• 

Pokud by například rychlost šíření světla ve vlákně byla 2×107 m/s místo 2×108 m/s, zkrátila by se doba přenosu mezi Buenos Aires a Soulem (vzdálenými téměř 20 000 km) z 200 ms na 2 sekundy. To by znamenalo čekat pokaždé, když někdo promluví, a náročnější aplikace, jako je vzdálená chirurgie nebo interaktivní videohry, by nebyly schopny zvládnout prodlouženou dobu.

Tato paradoxní shoda vyvolává otázky, jako je jemné vyladění vesmíru nebo antropický princip, a zároveň otevírá cestu k dalším úvahám. První je, proč se lidská evoluce sblížila s rozvojem informační společnosti na planetě, jako je Země. Doba přenosu 200 ms, která je považována za vhodnou pro aplikace v reálném čase, platí proto, že náš mozek v kombinaci s dalšími částmi těla, jako jsou oči a uši, reaguje na různé podněty s dobou odezvy odpovídající této hodnotě.

Kromě toho je tento RTT výsledkem mnohaletého vývoje a průměr Země je také výsledkem rozpínání vesmíru. Třetí parametr, rychlost světla, v kombinaci s rychlostí přenosu a průměrem Země vytváří informační společnost, která se v podstatě skládá z mnoha lidských bytostí, které spolu komunikují v reálném čase na povrchu naší planety.

Zdroj: numerama.com