Laserinterferometrin gravitaatioaalto-observatorion (LIGO) tutkijat tekivät historian 11. helmikuuta 2016, kun he ilmoittivat ensimmäisen painovoima-aaltojen havaitsemisen. Alun perin ennustetut Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian tekemät tutkimukset vuosisataa aiemmin, nämä aallot ovat olennaisesti avaruuden ajan väreilyjä, jotka muodostuvat suurista tähtitieteellisistä tapahtumista - kuten binaarisen mustan aukon parin sulautumisesta.
Tämä löytö ei vain avannut jännittävää uutta tutkimusaluetta, vaan myös avannut oven moniin kiehtoviin mahdollisuuksiin. Yksi tällainen mahdollisuus, venäläisten tutkijoiden ryhmän uuden tutkimuksen mukaan, on, että gravitaatioaaltoja voitaisiin käyttää tiedon välittämiseen. Paljon samalla tavalla kuin sähkömagneettisia aaltoja käytetään kommunikointiin antennien ja satelliittien kautta, viestinnän tulevaisuus voisi olla painovoimapohjainen.
Tutkimus, joka ilmestyi äskettäin tieteellisessä lehdessä Klassinen ja kvanttipaino, johti Moskovan pedagogisen valtion yliopiston (MPSU) professori Olga Babourova, ja mukana oli jäseniä Moskovan auto- ja tienrakennustekniikan valtion yliopistosta (MADI) ja Venäjän kansojen ystävyysyliopistosta (RUDN).
Tutkimuksensa vuoksi ryhmä teki kolmivaiheisen tutkimuksen selvittääkseen, voidaanko GW: itä koodata ja käyttääkö niitä tiedon siirtoon. Ensimmäisessä vaiheessa he analysoivat GW: n ominaisuuksia yleistetyssä affiinimetrisessa tilassa (kolmiulotteinen algebrallinen rakenne, joka on riippumaton vektoreista tai lähtöpisteistä). Tämä on samanlainen kuin kuinka sähkömagneettisten aaltojen ominaisuudet (ja yleinen suhteellisuus) arvioidaan käyttämällä nelidimensioista jakoputkea, joka tunnetaan nimellä Minowski-aika-aika.
Tämä antoi joukkueelle mahdollisuuden siirtyä GW: n matemaattisesta tulkinnasta kuvaukseen todellisessa tilassa. Toisessa vaiheessa tutkijat pyrkivät selvittämään, muuttuuko ajan eri toiminnot aallon jakautumisprosessissa vai ei. He havaitsivat, että aallon ominaisuudet voitiin asettaa lähteelle ja dekoodata sitten muuttumattomana toisessa lähteessä.
Kolmannessa vaiheessa tutkijat kokeilivat, voitaisiinko gravitaatioaaltojen ei-metristä rakennetta käyttää informaatiosignaalin koodaamiseen. Tämän perusteella he päättivät, että aallon neljästä ulottuvuudesta (kolme alueellista ulottuvuutta ja yksi aikaulottuvuus) kolmea voidaan käyttää koodaamaan informaatiosignaali vain yhdellä toiminnolla, kun taas neljättä voidaan koodata kahdella toiminnolla.
Kuten Nina V. Markova - apulaisprofessori C.M. Nikolsky Mathematical Institute, RUDN: n toimihenkilö ja tutkimuksen avustaja - tiivistetään tuoreessa RUDN: n lehdistötiedotteessa:
"Havaitsimme, että ei-metriset aallot kykenevät siirtämään tietoja samalla tavalla kuin äskettäin löydetyt kaarevuusaallot, koska niiden kuvaus sisältää mielivaltaisia viivästetyn ajan toimintoja, jotka voidaan koodata tällaisten aaltojen lähteeseen (täydellisessä analogiassa sähkömagneettisten aaltojen kanssa)."
Kaiken kaikkiaan ryhmä osoitti, että matemaattisen esityksen perusteella on gravitaatioaaltoilla toimivia toimintoja, jotka pysyvät muuttumattomina aaltojen jakautumisprosessissa. Tämä tarkoittaa, että voi olla mahdollista koodata tietoa näillä aalloilla samalla tavalla kuin olemme käyttäneet sähkömagneettisia aaltoja koodatun tiedon siirtämiseksi radiosignaalien kautta yli vuosisadan.
Joten jos tutkijat voivat kehittää menetelmän tiedon sisällyttämiseksi painovoimaallon lähteeseen, he voisivat välittää sen mihin tahansa avaruuspisteeseen ilman muutoksia. Tällä olisi valtavia vaikutuksia avaruudessa tapahtuvaan viestintään, jossa satelliitit ja tulevat avaruusasemat voisivat lähettää tietoja radio-, optisten ja / tai gravitaatioaaltosignaalien avulla.
Jälleen yksi jännittävä tilaisuus avaruustutkimuksen tulevaisuudelle. Ja se kaikki oli mahdollista tieteellisen tutkimuksen alan ansiosta, joka on kasvanut räjähdysmäisesti vain muutamassa vuodessa.
