Wie schnell ist eine Nachricht im Weltall?
Wenn eine Raumsonde Millionen oder Milliarden Kilometer von der Erde entfernt ist, könnte man vermuten, dass ihre Daten nur langsam zu uns gelangen. Tatsächlich ist das Gegenteil der Fall: Unsere Raumsonden kommunizieren bereits heute mit Lichtgeschwindigkeit.
Sie senden ihre Informationen überwiegend über elektromagnetische Wellen – beispielsweise Radiowellen. Diese breiten sich im Vakuum genauso schnell aus wie sichtbares Licht: mit rund 300.000 Kilometern pro Sekunde. Schneller können wir nach unserem heutigen Verständnis der Physik keine Information übertragen.
Auf der Erde erscheint diese Geschwindigkeit nahezu unbegrenzt. Im Weltall werden jedoch Entfernungen so gewaltig, dass selbst das Licht Zeit benötigt. Vom Mond erreicht uns ein Signal nach etwa 1,3 Sekunden. Zwischen Mars und Erde benötigt eine Nachricht – abhängig von der Stellung der Planeten – mehrere Minuten. Bei weit entfernten Raumsonden wird daraus beinahe ein ganzer Tag.
Besonders eindrucksvoll zeigt dies Voyager 1. Die 1977 gestartete Sonde ist das am weitesten von der Erde entfernte menschengemachte Objekt. Ihre schwachen Funksignale werden noch immer auf der Erde empfangen. Obwohl sie sich mit Lichtgeschwindigkeit ausbreiten, benötigen sie inzwischen mehr als 23 Stunden für den Weg zu uns. Eine Frage an Voyager und die darauf folgende Antwort würden damit fast zwei Tage benötigen – selbst wenn die Sonde augenblicklich reagieren könnte.
Bei anderen Sternen werden aus Stunden schließlich Jahre. Proxima Centauri, unser nächster Nachbarstern, ist etwa 4,24 Lichtjahre entfernt. Eine heute dorthin gesendete Nachricht könnte deshalb frühestens in 4,24 Jahren eintreffen. Eine sofortige Antwort wäre weitere 4,24 Jahre unterwegs. Zwischen Frage und Antwort lägen also mindestens rund achteinhalb Jahre.
Auch wesentlich leistungsfähigere Sender, größere Antennen oder zukünftige Computer können diese Zeit nicht verkürzen. Sie können Signale besser erzeugen, bündeln, empfangen und auswerten – aber nicht schneller transportieren. Nach Einsteins Relativitätstheorie stellt die Lichtgeschwindigkeit eine fundamentale Grenze für die Übertragung von Information dar.
Selbst die Quantenphysik bietet bislang keinen Ausweg. Bei der sogenannten Quantenverschränkung können weit voneinander entfernte Teilchen miteinander korrelierte Eigenschaften besitzen. Damit lässt sich jedoch nach heutigem Wissen keine nutzbare Nachricht schneller als das Licht übertragen.
Das führt zu einem bemerkenswerten Gedanken: Unsere Kommunikationstechnik ist hinsichtlich der reinen Ausbreitungsgeschwindigkeit bereits an der physikalischen Grenze angekommen.
Wir müssen also nicht erst lernen, Nachrichten mit Lichtgeschwindigkeit zu senden. Das können wir längst. Das Universum ist einfach ungeheuer groß.
