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2018
05-10

无限远及超越:将人类瞬间传送到太空


在科幻节目中,“星际迷航”是一个经常性和重要的特征。但是,需要多少时间和力量来发送传送人类所需的数据呢?

莱斯特大学物理系学生James Nelms,Declan Roberts,Suzanne Thomas和David Starkey计算了这个问题的答案。

一组四年级的MPhys学生计算出一个人传送一个人所需的能量取决于带宽 - 这意味着时间的减少会增加功耗。

他们的论文,旅行通过Teleportation ,被出版在莱斯特大学的物理期刊物理专题的最新的卷。

本刊每年出版一期,学生在四年制物理学硕士学位毕业的最后一年中,

鼓励学生用自己的主题富有想象力,目的是让他们了解出版和同行评议的方方面面。

在这篇特别的论文中,学生们调查了一个人类从地球表面上的一个位置向其上方的圆形轨道上的传送。

要开始传送过程,每个传送的人都需要在可传送的数据中表示。

在基本水平上,人类的可转移数据将由每个细胞中构成基因组(包含生物体的全部遗传信息)的DNA对代表。 (b)计算每个人类细胞的总数据,一个细胞含有足够的信息来复制体内任何其他类型的细胞。

精神重建一个人并不那么简单。需要旅行者大脑的全部信息,这使得信息总量达到2.6×10 42 b。

当学生计算出人类的基本数据后,他们就可以计算将人类从地球传送到空间选定点所需的时间和功率。

发现从地球到太空完成一次完全成功的人类远距传物的时间是值得怀疑的。事实上,假设使用的带宽是29.5到30 GHz,学生们发现数据传输需要高达4.85×10 15 年。

宇宙被认为是大约140亿年(14×10 ^ 9岁),所以它将比宇宙运输一个单一的人的信息要长约35万倍 - 这可能会更快步行!

计算表明,通过传送手段发送一个人所需的能量取决于带宽,这意味着时间的减少会导致功耗的增加。

不幸的是,在当前这个瞬间,迅速而有力的廉价的远距传输已经超出了我们的意义,而且将会持续很长时间。

David Starkey的学生之一,在物理学专题杂志上的文章中反映:“我们决定研究作为日常旅行手段的远距传物的实用性。

“我们使用了几个近似值来确定位数所需的数据量,以充分存储人类遗传密码和神经信息,以及典型信号设备的信噪比。我们还假定发射机和接收机都达到了最大数据采样率奈奎斯特极限。

“我们的研究结果表明,完成一个人的完整瞬移的时间尺度现在有点太冗长了。 “

课程负责人大学物理学与天文学系讲师Mervyn Roy博士说:”在“华尔街日报”上发表的很多论文都是关于有趣的,热门的,有点离墙了。我们的第四年如果没有创造力就什么都不是

“但是,作为一个研究物理学家 - 在工业界或学术界 - 你需要展示一些想象力,在盒子外思考,这当然是模块允许我们 学生练习。

“我们的大部分硕士生希望继续从事科研工作,他们将花费大量时间在科学出版物上撰写和提交论文,撰写和回复裁判报告。

“这是模块真正帮助的另一个领域。因为物理专题和专业杂志完全一样,所以学生们有机会发展他们在生活后期与“自然”或“科学”等知名期刊交流时所需的所有技能。“

来源:莱斯特大学