На 11 февруари 2016 г. учени от Обсерваторията за гравитационни вълни на лазерния интерферометър (LIGO) направиха история, когато обявиха първото откриване на гравитационни вълни. Първоначално предвидени, направени от Теорията на общата относителност на Айнщайн век преди това, тези вълни по същество са пулсации в пространството и времето, които се формират от големи астрономически събития - като сливането на двоична двойка с черна дупка.
Това откритие не само отвори вълнуващо ново поле за изследвания, но и отвори вратата за много интригуващи възможности. Една такава възможност, според ново проучване на екип от руски учени, е, че гравитационните вълни могат да бъдат използвани за предаване на информация. По същия начин, както електромагнитните вълни се използват за комуникация чрез антени и спътници, бъдещето на комуникациите може да бъде гравитационно базирано.
Изследването, което наскоро се появи в научното списание Класическа и квантова гравитация, беше ръководена от Олга Бабурова, професор в Московския педагогически държавен университет (MPSU), и включва членове от Московския държавен технически университет за автомобилно и пътно строителство (MADI) и Университета за приятелство на хората в Русия (RUDN).
За целите на своето проучване екипът проведе триетапно проучване, за да определи дали GW могат да бъдат кодирани и използвани за предаване на информация. На първия етап те анализираха свойствата на GWs в обобщено афинно-метрично пространство (триизмерна алгебраична конструкция, която е независима от векторите или началните точки). Това е подобно на това как се оценяват свойствата на електромагнитните вълни (и общата относителност) с помощта на четириизмерното многообразие, известно като пространство-време на Миновски.
Това позволи на екипа да премине от математическата им интерпретация на GW към тяхното описание в реално пространство. На втория етап изследователите се опитваха да определят дали различните функции на времето ще се променят в процеса на разпределението на вълната. Те откриха, че характеристиките на една вълна могат да бъдат зададени на източника и след това да бъдат декодирани непроменени при втори източник.
На третия етап изследователите провериха дали тяхната неметрична структура на гравитационни вълни може да се използва за кодиране на информационен сигнал. От това те определят, че от четирите измерения на една вълна (три пространствени измерения и едно време), три могат да бъдат използвани за кодиране на информационен сигнал, използвайки само една функция, докато четвъртата може да бъде кодирана с помощта на две функции.
Както Нина В. Маркова - асистент в C.M. Николски Математически институт, служител на RUDN и съавтор на проучването - обобщен в скорошно прессъобщение на RUDN:
„Установихме, че неметричните вълни са в състояние да предават данни подобно на наскоро откритите вълни на кривината, тъй като тяхното описание съдържа произволни функции на забавено време, които могат да бъдат кодирани в източника на такива вълни (по перфектна аналогия с електромагнитните вълни).“
Като цяло екипът демонстрира, че въз основа на математическото им представяне има функции с гравитационни вълни, които остават неизменни в процеса на разпределение на вълните. Това означава, че би могло да бъде възможно да се кодира информация по тези вълни по същия начин, по който ние използваме електромагнитни вълни за предаване на кодирана информация чрез радиосигнали от повече от век.
Така че, ако учените могат да разработят метод за включване на информация в източник на гравитационна вълна, те биха могли да я предадат до всяка точка в пространството без промяна. Това би имало огромни последици за комуникациите в космоса, където сателитите и бъдещите космически станции биха могли да предават информация, използвайки радио, оптични и / или гравитационни вълнови сигнали.
Още една вълнуваща възможност за бъдещето на космическите изследвания. И всичко стана възможно благодарение на поле от научни изследвания, които се разразиха експоненциално само за няколко години.
