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科学家发现引力波可以像电磁波一样用来通信

科普小知识2022-10-16 16:18:34
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2016年2月11日,LIGO的科学家宣布他们首次探测到引力波,这创造了历史。

在物理学中,引力波指的是空间和时间曲率中的波纹,它们以波的形式从辐射源向外传播,并由大质量天体的运动形成,例如两个黑洞的合并。1916年,爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。

科学家发现引力波可以像电磁波一样用来通信

这一发现不仅开辟了一个令人兴奋的新研究领域,也为许多有趣的可能性打开了大门。

根据俄罗斯科学家小组的一项新研究,一种可能性是利用引力波来传递信息。

由于电磁波通过天线和卫星进行通信的方式非常相似,通信的未来可能基于重力。

该研究论文最近发表在《经典和量子引力》杂志上。该团队由莫斯科国立教育大学(MPSU)教授奥尔加·巴布罗娃领导,成员来自莫斯科国立汽车和道路建设大学(MADI)和俄罗斯人民友谊大学(俄罗斯人民友谊大学)。

该团队进行了一项三阶段研究,以确定引力波是否可以被编码并用于传输信息。

在第一阶段,他们分析了广义仿射空间(一种独立于向量或原点的三维代数结构)中广义代数的性质。类似于使用一个叫做Minowski时空的四维流形来评估电磁波的性质(和广义相对论)。

这使得团队能够将他们对全球变暖的数学描述转化为现实空间中的描述。

在第二阶段,研究人员试图确定在波的分布过程中各种时间函数是否会发生变化。

他们发现波的特征可以在源处设定,然后在第二个源处不变地解码。

在第三阶段,研究人员分析了他们的未测量的结构引力波是否可以用来编码信息信号。

结果,他们确定了波的四个维度(三个空间维度和一个时间维度)。三维只能使用一个函数来编码信息信号,而第四个可以使用两个函数来编码。

Nina v markova是尼可斯基数学研究所c . m .的助理教授,他是RUND的工作人员,也是该研究的合著者,他在RUND最近的新闻稿中总结道:

“我们发现非对称波可以像最近发现的曲率波一样传输数据,因为它们包含任何可以在这种波源中编码的延迟时间函数(完全类似于电磁波)。”

总的来说,这个团队证明了,基于他们的数学表达,一些引力波函数在波分布过程中保持不变。

这意味着这些波中的信息可以被编码,就像我们已经用了一个多世纪的电磁波通过无线电信号传输编码信息一样。

因此,如果科学家能够开发出一种将信息整合到引力波源中的方法,他们就可以毫无改变地将信息传输到空间的任何一点。

这将对空间通信产生巨大影响。卫星和未来的空间站可以利用无线电、光学和/或引力波信号来传输信息。

科学探索给我们带来了无数的惊喜,由于科学可以在短短几年内呈指数级发展,一切皆有可能。