11. februar 2016 gjorde forskere ved Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) historie da de kunngjorde den første oppdagelsen av gravitasjonsbølger. Disse bølgene ble opprinnelig spådd laget av Einsteins teori om generell relativitet et århundre før. Disse bølgene er i hovedsak krusninger i romtid som dannes av store astronomiske hendelser - for eksempel fusjon av et binært svart hull-par.
Denne oppdagelsen åpnet ikke bare et spennende nytt forskningsfelt, men har åpnet for mange spennende muligheter. En slik mulighet, ifølge en ny studie fra et team med russiske forskere, er at gravitasjonsbølger kan brukes til å overføre informasjon. På omtrent samme måte som elektromagnetiske bølger brukes til å kommunisere via antenner og satellitter, kan fremtiden for kommunikasjon være gravitasjonsbasert.
Studien, som nylig dukket opp i det vitenskapelige tidsskriftet Klassisk og kvantegravitasjonble ledet av Olga Babourova, professor ved Moskva pedagogiske statsuniversitet (MPSU), og inkluderte medlemmer fra Moscow Automobile and Road Construction State Technical University (MADI) og Peoples 'Friendship University of Russia (RUDN).
For studiens skyld gjennomførte teamet en trestegs studie for å avgjøre om GW-er kunne kodes og brukes til å overføre informasjon. I det første stadiet analyserte de egenskapene til GW-er i et generalisert affin-metrisk rom (en tredimensjonal algebraisk konstruksjon som er uavhengig av vektorer eller opprinnelsessteder). Dette ligner på hvordan egenskapene til elektromagnetiske bølger (og generell relativitet) blir vurdert ved å bruke den firedimensjonale manifolden kjent som Minowski-romtid.
Dette tillot teamet å gå fra sin matematiske tolkning av GWs til beskrivelsen deres i det virkelige rommet. I det andre trinnet søkte forskerne å avgjøre om forskjellige tidsfunksjoner ville endres i prosessen med bølgedistribusjonen. Det de fant var at kjennetegnene til en bølge kunne settes ved kilden, og deretter dekodes uendret ved en andre kilde.
I det tredje stadiet testet forskerne for å se om deres ikke-metriske struktur av gravitasjonsbølger kunne brukes til å kode et informasjonssignal. Fra dette bestemte de at av de fire dimensjonene til en bølge (tre romlige dimensjoner og en tidsdimensjon), kunne tre brukes til å kode et informasjonssignal ved å bruke bare en funksjon mens den fjerde kunne kodes ved hjelp av to funksjoner.
Som Nina V. Markova - adjunkt ved C.M. Nikolsky Mathematical Institute, en medarbeider i RUDN og en medforfatter på studien - oppsummert i en fersk pressemelding fra RUDN:
"Vi fant ut at ikke-metriske bølger er i stand til å overføre data på samme måte som de nylig oppdagede krumningsbølger, fordi beskrivelsen deres inneholder vilkårlige funksjoner med forsinket tid som kan kodes i kilden til slike bølger (i en perfekt analogi til elektromagnetiske bølger)."
Totalt sett demonstrerte teamet at basert på deres matematiske representasjon, er det funksjoner med gravitasjonsbølger som forblir ufravikelige i prosessen med bølgefordeling. Hva dette betyr er at det kunne være mulig å kode informasjon i disse bølgene på samme måte som vi har brukt elektromagnetiske bølger for å overføre kodet informasjon via radiosignaler i over et århundre.
Så hvis forskere kan utvikle en metode for å innlemme informasjon i en gravitasjonsbølgekilde, kan de kommunisere den til ethvert punkt i rommet uten endring. Dette vil ha enorme konsekvenser for kommunikasjon i verdensrommet, der satellitter og fremtidige romstasjoner kan overføre informasjon ved hjelp av radio-, optiske og / eller gravitasjonsbølgesignaler.
Nok en spennende mulighet for fremtidens romutforskning. Og det hele ble gjort mulig takket være et felt av vitenskapelig forskning som har vokst eksponentielt på bare noen få år.
