2016. gada 11. februārī lāzera interferometra gravitācijas viļņu observatorijas (LIGO) zinātnieki izveidoja vēsturi, kad viņi paziņoja par pirmo gravitācijas viļņu noteikšanu. Sākotnēji to paredzēja Einšteina Vispārējās relativitātes teorija gadsimtu iepriekš, šie viļņi būtībā ir telpas laika viļņi, ko veido nozīmīgi astronomiski notikumi - piemēram, binārā melnā cauruma pāra apvienošanās.
Šis atklājums ne tikai pavēra aizraujošu jaunu pētījumu lauku, bet arī pavēra durvis daudzām intriģējošām iespējām. Viena no šādām iespējām, kā liecina jauns Krievijas zinātnieku komandas pētījums, ir tāda, ka gravitācijas viļņus var izmantot informācijas pārraidīšanai. Tieši tāpat kā elektromagnētiskie viļņi tiek izmantoti saziņai caur antenām un satelītiem, komunikāciju nākotne varētu būt balstīta gravitācijas virzienā.
Pētījums, kas nesen parādījās zinātniskajā žurnālā Klasiskā un kvantu gravitācija, vadīja Maskavas Pedagoģiskās valsts universitātes (MPSU) profesore Olga Babourova, un tajā bija dalībnieki no Maskavas Automobiļu un ceļu būves valsts tehniskās universitātes (MADI) un Krievijas Tautu draudzības universitātes (RUDN).
Sava pētījuma nolūkā komanda veica trīs posmu pētījumu, lai noteiktu, vai GW var kodēt un izmantot informācijas pārsūtīšanai. Pirmajā posmā viņi analizēja GW īpašības vispārinātā afīnmetriskā telpā (trīsdimensiju algebriska konstrukcija, kas nav atkarīga no vektoriem vai sākuma punktiem). Tas ir līdzīgi tam, kā tiek novērtētas elektromagnētisko viļņu īpašības (un vispārējā relativitāte), izmantojot četrdimensiju kolektoru, kas pazīstams kā Minovska telpas laiks.
Tas ļāva komandai pāriet no GW matemātiskās interpretācijas uz aprakstu reālajā telpā. Otrajā posmā pētnieki centās noteikt, vai viļņa sadalījuma procesā mainīsies dažādas laika funkcijas. Viņi atrada, ka viļņa raksturlielumus var iestatīt avotā un pēc tam nemainītā veidā atkodēt otrajā avotā.
Trešajā posmā pētnieki pārbaudīja, vai viņu gravitācijas viļņu nemetrisko struktūru var izmantot informācijas signāla kodēšanai. Pēc tam viņi noteica, ka no četrām viļņa dimensijām (trīs telpiskās dimensijas un viena laika dimensija) trīs var izmantot, lai kodētu informācijas signālu, izmantojot tikai vienu funkciju, bet ceturto varētu kodēt, izmantojot divas funkcijas.
Kā Ņina V. Markova - docente C.M. Nikolsky Mathematical Institute, RUDN darbinieks un pētījuma līdzautors - apkopots nesenā RUDN paziņojumā presei:
"Mēs atklājām, ka nemetricitātes viļņi spēj pārraidīt datus līdzīgi nesen atklātajiem izliekuma viļņiem, jo to aprakstā ir patvaļīgas aizkavēta laika funkcijas, kuras var iekodēt šādu viļņu avotā (perfektā analoģijā ar elektromagnētiskajiem viļņiem)."
Kopumā komanda parādīja, ka, balstoties uz matemātisko attēlojumu, ir funkcijas ar gravitācijas viļņiem, kas viļņu sadalījuma procesā paliek nemainīgas. Tas nozīmē, ka šajos viļņos var būt iespējams kodēt informāciju tāpat kā mēs, izmantojot elektromagnētiskos viļņus, kodētas informācijas pārsūtīšanai ar radiosignālu palīdzību jau gadsimta garumā.
Tātad, ja zinātnieki var izstrādāt metodi informācijas iekļaušanai gravitācijas viļņu avotā, viņi bez izmaiņām varētu to paziņot jebkuram telpas punktam. Tam būtu milzīga ietekme uz sakariem kosmosā, kur satelīti un nākamās kosmosa stacijas varētu pārraidīt informāciju, izmantojot radio, optiskos un / vai gravitācijas viļņu signālus.
Vēl viena aizraujoša iespēja kosmosa izpētes nākotnei. Un tas viss bija iespējams, pateicoties zinātnisko pētījumu laukam, kas ir palielinājies eksponenciāli tikai dažu gadu laikā.
