科學家發現引力波可以像電磁波一樣用來通信

2016年2月11日，激光干涉引力波觀測台(LIGO)的科學家們在宣布首次探測到引力波時，創造了歷史。

在物理學中，引力波是指時空彎曲中的漣漪，通過波的形式從輻射源向外傳播，，由大質量天體的運動形成，如雙黑洞合併。在1916年，愛因斯坦基於廣義相對論預言了引力波的存在。

這一發現不僅開闢了一個令人興奮的研究新領域，而且為許多有趣的可能性打開了大門。

根據俄羅斯科學家團隊的一項新研究，其中一種可能性就是利用引力波傳遞信息。

與電磁波通過天線和衛星進行通信的方式大致相同，通信的未來可能是基於重力的作用。

研究論文最近刊發在《古典與量子引力》中，團隊由莫斯科教育州立大學(MPSU)教授Olga Babourova領導，其成員來自莫斯科汽車與道路建設國立技術大學(MADI)和俄羅斯人民友誼大學(RUDN)。

該團隊進行了一項三階段研究，以確定GW(引力波)是否可被編碼並用於傳輸信息。

在第一階段，他們分析了廣義仿射空間(一個獨立於向量或原點的三維代數結構)中GW的性質。類似於使用被稱為Minowski時空的四維流形來評估電磁波(和廣義相對論)的屬性。

這使得團隊可以將他們對GW的數學描述轉換成在現實空間中的描述。

在第二階段，研究人員試圖確定在波的分布過程中各種時間函數是否會發生變化。

他們發現，波的特徵可以在源處設置，然後在第二個源處解碼不變。

在第三階段，研究人員分析了他們的非測量結構引力波是否可用於編碼信息信號。

由此，他們確定了波的四個維度(三個空間維度和一個時間維度)，三個維度可以僅使用一個函數來編碼信息信號，而第四個可以使用兩個函數來編碼。

正如Nina V. Markova——C.M.的助理教授、Nikolsky數學研究所、RUDN的工作人員和該研究的共同作者——在最近的RUDN新聞稿中總結道：

「我們發現非對稱性波能夠像最近發現的曲率波一樣傳輸數據，因為它們包含可以在這種波源中編碼的延遲時間的任意函數(與電磁波完美類比)。」

總的來說，該團隊證明，基於他們的數學表示，有一些引力波的函數在波分布過程中保持不變。

這意味著可以對這些波中的信息進行編碼，就像我們超過一個世紀以來一直使用著的通過無線電信號傳輸編碼信息的電磁波一樣。

因此，如果科學家能夠開發出一種將信息結合到引力波源中的方法，他們就可以將其傳播到太空中的任何一點而不會發生變化。

這將對空間通信產生巨大影響，衛星和未來空間站可利用無線電，光學和/或引力波信號傳輸信息。

科學探索帶給我們無數驚奇，而由於科學可以在短短几年內呈指數級發展，一切都成為可能。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！