2016. február 11-én a Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) tudósai történetet tettek, amikor bejelentették a gravitációs hullámok első észlelését. Eredetileg az Einstein általános relativitáselméletének egy évszázaddal ezelőtti előrejelzése szerint ezek a hullámok lényegében a tér-idő hullámai, amelyeket jelentős csillagászati események képeznek, például egy bináris fekete lyuk pár összeolvadásakor.
Ez a felfedezés nem csak egy izgalmas, új kutatási területet nyitott meg, hanem számos érdekes lehetőség számára nyitotta meg a kaput. Az egyik ilyen lehetőség az orosz tudósok által készített új tanulmány szerint az, hogy a gravitációs hullámok felhasználhatók az információk továbbítására. Ugyanúgy, ahogyan az elektromágneses hullámokat antennákon és műholdakon keresztül kommunikálják, a kommunikáció jövője gravitációs alapon alapulhat.
A tanulmány, amely a közelmúltban jelent meg a tudományos folyóiratban Klasszikus és kvantum gravitáció, Olga Babourova, a Moszkvai Pedagógiai Állami Egyetem (MPSU) professzora vezette, és tagjai voltak a Moszkvai Autó- és Útépítés Állami Műszaki Egyetemen (MADI) és az Oroszországi Népi Barátság Egyetemen (RUDN).
Vizsgálataik érdekében a csoport háromlépcsős vizsgálatot végzett annak meghatározására, hogy a GW-k kódolhatók-e és felhasználhatók-e az információk továbbítására. Az első szakaszban a GW tulajdonságait elemezték egy általános affin-metrikus térben (háromdimenziós algebrai szerkezet, amely független a vektoroktól vagy a kiindulási pontoktól). Ez hasonló ahhoz, hogy hogyan értékelik az elektromágneses hullámok tulajdonságait (és az általános relativitást) a négydimenziós elosztó, Minowski téridő néven.
Ez lehetővé tette a csapat számára, hogy a GW-k matematikai értelmezéséből a valós térben történő leírása felé mozduljon el. A második szakaszban a kutatók arra törekedtek, hogy meghatározzák, változnak-e az idő különböző funkciói a hullám eloszlásában. Azt találták, hogy egy hullám jellemzőit a forrásnál lehet beállítani, majd egy második forrásnál változatlan módon dekódolni.
A harmadik szakaszban a kutatók megvizsgálták, hogy a gravitációs hullámok nem metrikus szerkezete felhasználható-e információs jel kódolására. Ezek alapján meghatározták, hogy egy hullám négy dimenziója közül (három térbeli és egy idődimenzió) három felhasználható egy információs jel kódolására, csak egy függvény felhasználásával, míg a negyedik kódolható két függvény felhasználásával.
Mint Nina V. Markova - a C.M. A Nikolsky Matematikai Intézet, a RUDN munkatársa és a tanulmány társszerzője - a RUDN legfrissebb sajtóközleményében foglalta össze:
"Megállapítottuk, hogy a nemmetrikus hullámok hasonlóan képesek továbbítani az adatokat, mint a nemrégiben felfedezett görbülethullámok, mivel a leírásuk tartalmaz egy késleltetett idő tetszőleges funkcióit, amelyeket az ilyen hullámok forrásába kódolhatunk (az elektromágneses hullámok tökéletes analógiájában)."
Összességében a csoport bebizonyította, hogy matematikai reprezentációjuk alapján vannak olyan funkciók gravitációs hullámokkal, amelyek változatlanok maradnak a hullám eloszlásának folyamatában. Ez azt jelenti, hogy lehetséges az információ kódolása ezeken a hullámokon, ugyanúgy, ahogyan az elektromágneses hullámokat használtuk a kódolt információk továbbítására rádiójelek útján egy évszázadon át.
Tehát ha a tudósok kidolgozhatnak egy módszert az információ beépítésére a gravitációs hullámforrásba, akkor azt a tér bármely pontjára meg lehet adni, változás nélkül. Ennek óriási következményei lennének az űrben zajló kommunikációra, ahol a műholdak és a jövőbeli űrállomások információt továbbíthatnak rádió, optikai és / vagy gravitációs hullámjelek segítségével.
Újabb izgalmas lehetőség az űrkutatás jövőjére. Mindezt egy tudományos kutatási területnek köszönhetően, amely mindössze néhány év alatt exponenciálisan nőtt.
