Langstreckenkommunikation

[Pyromancer]

Das fällt wohl kaum in den Bereich der Langstreckenkommunikation.

Aber sicher fällt das unter den Bereich der Langstreckenkommunikation.

Die Frage ist, wie man z.B. zwischen zwei Planeten eine Verbindung aufbaut, also mindestens einmal zwischen Erde und Mars, und da habe ich schon so meine Zweifel, dass das mit einem Laser hinhaut, auch wenn das sicher mit einigem Aufwand irgendwie geht.

"Einigen Aufwand" braucht es bei jeder Methode. Die Frage ist doch: Welche Datenraten brauchst du? Ist die Datenrate entsprechend klein, dann ist es der technische Aufwand auch.

[Agent Scullie]

Bei Radiowellen erreicht man aber keine so enge Bündelung, dass der "Strahl" nicht einen beachtlichen Teil der Galaxis "durchleuchtet", während bei einem Laser der Empfänger das komplette Signal absorbieren und aus dem Verkehr ziehen kann.

das ist beim Richtfunk nicht viel anders, da landet der größte Teil der vom Sender abgestrahlten Leistung in der Empfängerantenne.


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EDIT (autom. Beitragszusammenführung) :
Agent Scullie schrieb nach 10 Minuten und 20 Sekunden:

Wie siehts denn mit verschränkten (glaube so nennt man das) Teilchen aus?

Also dieses virtuelle Teilchenpaar, damit hat man doch afaik schon erfolgreich Informationen instantan übertragen.

der EPR-Effekt, wie er im Aspect-Experiment untersucht wurde, ist nicht zur Kommunikation nutzbar. Darüber, ob da trotzdem eine Informationsübertragung vorliegt, die nur halt nicht technisch genutzt werden kann, scheiden sich die verschiedenen Deutungen der Quantentheorie:

Herr Einstein, Herr Podolski und Herr Rosen

EPR-Effekt ? Wikipedia

Mit virtuellen Teilchen hat das ganze allerdings nichts zu tun. Alain Aspect verwendete in seinem Experiment reale Teilchenpaare.

[irony]

Aber sicher fällt das unter den Bereich der Langstreckenkommunikation. "Einigen Aufwand" braucht es bei jeder Methode. Die Frage ist doch: Welche Datenraten brauchst du? Ist die Datenrate entsprechend klein, dann ist es der technische Aufwand auch.

Gut, was ist "lang"? Satelliten in Erdorbits sind selten mehr als 100.000 km voneinander entfernt, d.h. ein Laser-Signal läuft hin und zu rück weniger als eine Sekunde. Das hätte ich jetzt mal nur als mittlere Strecke angesehen. Langstreckenkommunikation liegt für mich jetzt mal, da auch Science-Fiction-Aspekte wie Wurmlöcher diskutiert werden sollen, minimal in der Größenordnung einer astronomischen Einheit, und maximal in der Entfernung Milchstraße-Andromedagalaxis.

Wie teilst Du Lang-, Mittel- und Kurzstreckenkommunikation ein?

das ist beim Richtfunk nicht viel anders, da landet der größte Teil der vom Sender abgestrahlten Leistung in der Empfängerantenne.

Ja, das ist richtig. Aber auf interplanetarische Entfernungen hin betrachtet könnte beispielsweise eine Sonde im Marsorbit, die gerade etwas Sensationelles entdeckt hat, vermutlich damit kein Signal direkt zur Erde senden, das dort nicht überall empfangen wird.

[Agent Scullie]

Ja, das ist richtig. Aber auf interplanetarische Entfernungen hin betrachtet könnte beispielsweise eine Sonde im Marsorbit, die gerade etwas Sensationelles entdeckt hat, vermutlich damit kein Signal direkt zur Erde senden, das dort nicht überall empfangen wird.

immer diese doppelte Verneinung

Ich vermute mal, du willst mir hier sagen, dass ein von einer Marssonde emittiertes Richtfunk-Signal sich bis zu Erde so weit auffächert, dass es überall auf der Erde empfangen werden kann? Das wird aber bei einem Laserstrahl nicht anders sein, der fächert sich auf so große Distanzen auch auf.

[irony]

Ich vermute mal, du willst mir hier sagen, dass ein von einer Marssonde emittiertes Richtfunk-Signal sich bis zu Erde so weit auffächert, dass es überall auf der Erde empfangen werden kann? Das wird aber bei einem Laserstrahl nicht anders sein, der fächert sich auf so große Distanzen auch auf.

Natürlich weiten sich auch Laserstrahlen auf, und der Mars ist ein Extrembeispiel. Die Frage, womit man auf welche Entfernung um wieviel Raumwinkeleinheiten enger bündeln kann, ist dann letztlich nur durch konkrete Zahlen zu beantworten. Der Hauptunterschied zwischen Laser und Radio liegt ja auch eigentlich in den Wellenlängen, die zur Verfügung stehen.

[Pyromancer]

Langstreckenkommunikation liegt für mich jetzt mal, da auch Science-Fiction-Aspekte wie Wurmlöcher diskutiert werden sollen, minimal in der Größenordnung einer astronomischen Einheit, und maximal in der Entfernung Milchstraße-Andromedagalaxis.

Ah, du willst eher vage Spekulationen: Da hätte ich z.B. Kommunikation durch hochspezialisierte Psioniker.

Wie teilst Du Lang-, Mittel- und Kurzstreckenkommunikation ein?

Wie man halt in der modernen Welt so kommuniziert:
Kurz: ~dutzende Meter
Mittel: ~dutzende Kilometer
Lang: alles drüber.

[irony]

Ah, du willst eher vage Spekulationen: Da hätte ich z.B. Kommunikation durch hochspezialisierte Psioniker.
Wie man halt in der modernen Welt so kommuniziert:
Kurz: ~dutzende Meter, Mittel: ~dutzende Kilometer, Lang: alles drüber.

Offenbar bleibst Du sehr nahe an den heutigen technischen Möglichkeiten, und deine Einteilung ist im Bereich Langstreckenkommunikation sehr grob. Die Ausgangsfrage des Threads, der nicht von mir stammt, weswegen auch kein Grund besteht, mich mit Psionik zu veralbern, war folgende:

[...] Wissenschaftlich fundierte Vorstellungen:
[...] 3. Kommunikation durch Laserstrahlen: in Ansätzen hat dies bereits funktioniert, allerdings nur vom Erdorbit zu einer Auffangstation. Es könnte möglich sein, bei mittleren Distanzen, Nachrichten zu "morsen". Bei einer höheren Entfernung würde sich der Strahl aber vermutlich zu sehr aufspliten und seine Wirkung verlieren, außerdem dürfte es schwierig sein einen Laserstrahl derartig genau auszurichten.

Hypothetische Ansätze:

4. Kommunikation durch Subraum-/Hyperraumfunk: die bevorzugte Kommunikationsart in diversen SF-Welten. Diese Kommunikationsart würde aber die Existenz des noch nicht wissenschaftlich nachgewiesenen Hyperraums vorraussetzen. Die Nachricht wird hierbei in den Hyperraum verlagert, sie ist somit in unserem Raum nicht mehr existent und kann sich selbst mit Überlichtgescwindigkeit bewegen. Es ist also eine Art Warpfeld für das Signal.

5. Kommunikation durch eine Einstein-Rosen-Brücke:
Ebenfalls nicht nachgewiesen werden konnten bisher die Einstein-Rosen-Brücken, auch Wurmlöcher genannt. Ich erspare mir jetzt hier eine Erklärung, ich glaube ihr wisst was dies sein soll. Es ist durchaus vorstellbar eine Nachricht (oder ein Schiff) durch ein solches Phänomen zu schicken. Allerdings lässt sich der Ausgangspunkt nicht vorher bestimmen. Falls ein Wurmloch stabil wäre könnte man also im Idealfall nur um die Öffnung herum kommunizieren oder halt eine neue Bakenkette legen. Als Alternative gäbe es da noch das Erzeugen von künstlichen Wurmlöchern (Transwarp, Stargate). Diese Form der Kommunikation ist jedoch deratig spekulativ, dass eine fundierte Beschäftigung mit ihr kaum möglich ist.

Dies war mein kleiner Vortrag, fallen euch noch weitere denkbare Wege der Langstreckenkommunikation ein?

Eine hypthetische Möglichkeit wäre die Kommunikation über Gravitationswellen. Diese Variante wäre zwar nicht FTL-fähig, aber durchaus hypothetisch möglich. Dazu braucht man aber extrem empfindliche Empfänger... noch schlimmer als mit EM-Pulsen.

Interessant sind für mich jetzt erst einmal Laser und Radio für interplanetarische oder interstellare Entfernungen, und Gravitationswellen. Was mich nicht interessiert sind Laser in DVD-Laufwerken oder Glasfaserkabel im Atlantik.

[Pyromancer]

Offenbar bleibst Du sehr nahe an den heutigen technischen Möglichkeiten, und deine Einteilung ist im Bereich Langstreckenkommunikation sehr grob. Die Ausgangsfrage des Threads, der nicht von mir stammt, weswegen auch kein Grund besteht, mich mit Psionik zu veralbern, war folgende:

Das war keine Veralberung. Ich halte die Realisierbarkeit von Langstrecken-Kommunikation über Psioniker sogar noch für einen Tick wahrscheinlicher als die Kommunikation über Hyperraum oder Einstein-Rosen-Brücken.

Und wo genau ist nochmal der Vorteil von Gravitationswellen? Die fallen doch auch mit ~r² ab, breiten sich nur mit Lichtgeschwindigkeit aus und sind dazu noch wesentlich schwerer zu erzeugen und zu orten als EM-Wellen.

Und wenn wir mal bei interstellaren Entfernungen und Funk bleiben: Das ist alles kein Problem, auch mit heutiger Technik nicht. Die Übertragungskapazität ist nur durch das Signal-zu-Rausch-Verhältnis begrenzt. Man könnte z.B. auf der Wasserstoff-Linie mit einem Gigawatt Sendeleistung, zwei Parabolantennen mit je 100dB Gewinn und einem auf 3K runtergekühlten Verstärker mit ~300kbit/Sekunde nach Alpha Centauri senden.

[irony]

Und wo genau ist nochmal der Vorteil von Gravitationswellen? Die fallen doch auch mit ~r² ab, breiten sich nur mit Lichtgeschwindigkeit aus und sind dazu noch wesentlich schwerer zu erzeugen und zu orten als EM-Wellen.

Ich habe nicht die geringste Ahnung, was der Vorteil von Gravitationswellen gegenüber elektromagnetischen Wellen ist, außer, dass man sie vermutlich nicht abschirmen kann. Aber der Vorschlag ist von McWire, und nicht von mir.

Und wenn wir mal bei interstellaren Entfernungen und Funk bleiben: Das ist alles kein Problem, auch mit heutiger Technik nicht. Die Übertragungskapazität ist nur durch das Signal-zu-Rausch-Verhältnis begrenzt. Man könnte z.B. auf der Wasserstoff-Linie mit einem Gigawatt Sendeleistung, zwei Parabolantennen mit je 100dB Gewinn und einem auf 3K runtergekühlten Verstärker mit ~300kbit/Sekunde nach Alpha Centauri senden.

Das klingt doch schon mal sehr interessant, und vermutlich haben wir damit auch die Antwort auf die Frage, wie es geht. Bleibt die Frage, ob und wie es besser geht.

Interessanter Weise geht ja - so ist zumindest mein Eindruck - in fast allen Science-Fiction-Universen der Hyperfunk schneller als der FTL-Transport mit Raumschiffen, z.B. in Star Trek und Star Wars und auch bei Perry Rhodan usw. denke ich. D.h Autoren gehen offenbar davon aus, dass sich "Signale" grundsätzlich schneller übertragen lassen als Materie.

[Pyromancer]

Interessanter Weise geht ja - so ist zumindest mein Eindruck - in fast allen Science-Fiction-Universen der Hyperfunk schneller als der FTL-Transport mit Raumschiffen, z.B. in Star Trek und Star Wars und auch bei Perry Rhodan usw. denke ich. D.h Autoren gehen offenbar davon aus, dass sich "Signale" grundsätzlich schneller übertragen lassen als Materie.

Es entspricht eben unserer Alltagserfahrung, dass telephonieren schneller geht als ein persönlicher Besuch. Die normalen Space-Fantasy-Autoren, phantasielos wie sie sind, übernehmen dieses Konzept eben. Es gibt aber hie und da einige SF-Universen, in denen FTL-Raumschiffe tatsächlich die schnellste Möglichkeit sind, Nachrichten von A nach B zu bringen.

[EA-Loyalist]

Weiterführende Gedanken

Was aber wenn es weder Wurmlöcher, noch den Subraum oder ähnliches gibt?

Falls die FTL - Varianten wegfallen bleibt die Kommunikation in der Zukunft auf eine minimale, effektive Reichweite begrenzt. Ab einer Distanz von einem halben LY braucht man vom Senden der Botschaft, bis zum Empfangen der Antwort ein ganzes Jahr.

"Houston, wir haben ein Problem." - das wäre nicht mehr möglich.

Was bleibt also ohne FTL-Kommunikation?

Bei Sonden: hohe künstliche Intelligenz einsetzen, die Sonde musss ihre Missionsparameter anpassen können.

Bei Raumschiffen: keine Tiefenraumflüge oder halt eine sehr zuverlässige Mannschaft an Bord nehmen, welche die Kommandohierachie und die Isolation vollkommen aushalten. Ohne FTL-Antrieb, würden unsere Schiffe aber auch nicht allzu weit kommen.

Beide, sowohl Sonde als auch Schiff könnten nur Statusberichte übermitteln.
Die Kommunikation von Alpha Centauri zur Erde ist mit 9 Jahren im Bereich des relativ sinnlosen.


Da fällt mir grade noch ein hypothetisches FTL-Konzept ein:
Kommunikation durch Tachyonen, ich habe mal vor langer Zeit gelesen dass auf diesen angeblich überlichtschnellen Teilchen die Hoffnungen von diversen Technikern und Physikern beruhren.

[Pyromancer]

Beide, sowohl Sonde als auch Schiff könnten nur Statusberichte übermitteln.
Die Kommunikation von Alpha Centauri zur Erde ist mit 9 Jahren im Bereich des relativ sinnlosen.

Forschungsergebnisse und Kulturgüter sind auch 9 Jahre alt noch sinnvoll.

Da fällt mir grade noch ein hypothetisches FTL-Konzept ein:
Kommunikation durch Tachyonen, ich habe mal vor langer Zeit gelesen dass auf diesen angeblich überlichtschnellen Teilchen die Hoffnungen von diversen Technikern und Physikern beruhren.

Kein Physiker setzt irgendwelche Hoffnungen auf Tachyonen. Falls es sie gibt werden wir es nie erfahren, per Definition.

[EA-Loyalist]

Forschungsergebnisse und Kulturgüter sind auch 9 Jahre alt noch sinnvoll.



Kein Physiker setzt irgendwelche Hoffnungen auf Tachyonen. Falls es sie gibt werden wir es nie erfahren, per Definition.

Bei den Kulturgütern und Forschungsergebnissen stimme ich dir zu, allerdings meinte ich eher Kommunikation im Sinne einer Kommandokette oder von Anfragen.

Zu den Tachyonen: unsere Experimentaltechnologie ist nicht das Maß aller Dinge auf Ewigkeit. Die Möglichkeiten der Tachyonen sind nicht zu erahnen, da wir kaum etwas darüber wissen. Dasselbe gilt für Wurmlöcher und den Subraum. Ich halte für zu früh um etwas generell auszusschließen oder für möglich zu erklären.

[irony]

[...] Da fällt mir grade noch ein hypothetisches FTL-Konzept ein: Kommunikation durch Tachyonen, ich habe mal vor langer Zeit gelesen dass auf diesen angeblich überlichtschnellen Teilchen die Hoffnungen von diversen Technikern und Physikern beruhren.

Zur Überlichtgeschwindigkeit ? Wikipedia empfehle ich auch die Seite Superluminales Tunneln Nach einigem Suchen ist es mir aber nicht gelungen, Bilder vom Versuchsaufbau zu bekommen, wo mit "4.7-facher Lichtgeschwindigkeit" Mozart "übertragen" wurde. Mit Tachyonen hatte das aber nichts zu tun.

[Pyromancer]

Superluminales Tunneln. Nach einigem Suchen ist es mir aber nicht gelungen, Bilder vom Versuchsaufbau zu bekommen, wo mit "4.7-facher Lichtgeschwindigkeit" Mozart "übertragen" wurde. Mit Tachyonen hatte das aber nichts zu tun.

Man schickt einen langen Güterzug in einen Tunnel und drückt bei der Stoppuhr auf Start, wenn die Mitte des Zuges im Tunnel verschwindet. Im Tunnel koppelt man alle Wagen bis auf den allerersten ab und drückt bei der Stoppuhr auf Stopp, wenn die Mitte des Zuges (das ist jetzt nur der erste Wagen) aus dem Tunnel rauskommt. Da sich durch das Abkoppeln fast aller Wagen die Mitte des Zuges ziemlich weit nach vorne verlegt ist der Güterzug bei dieser Art der Messung schneller, als er eigentlich sein dürfte. Und so kommt Nimtz auf 4,7fache Lichtgeschwindigkeit.

Zur überlichtschnellen Informationsübertragung ist diese Methode aber nicht geeignet.