科学家发现引力波可以像电磁波一样用来通信

2016年2月11日，激光干涉引力波观测台(LIGO)的科学家们在宣布首次探测到引力波时，创造了历史。

在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，，由大质量天体的运动形成，如双黑洞合并。在1916年，爱因斯坦基于广义相对论预言了引力波的存在。

这一发现不仅开辟了一个令人兴奋的研究新领域，而且为许多有趣的可能性打开了大门。

根据俄罗斯科学家团队的一项新研究，其中一种可能性就是利用引力波传递信息。

与电磁波通过天线和卫星进行通信的方式大致相同，通信的未来可能是基于重力的作用。

研究论文最近刊发在《经典与量子引力》中，团队由莫斯科教育州立大学(MPSU)教授Olga Babourova领导，其成员来自莫斯科汽车与道路建设国立技术大学(MADI)和俄罗斯人民友谊大学(RUDN)。

该团队进行了一项三阶段研究，以确定GW(引力波)是否可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(一个独立于向量或原点的三维代数结构)中GW的性质。类似于使用被称为Minowski时空的四维流形来评估电磁波(和广义相对论)的属性。

这使得团队可以将他们对GW的数学描述转换成在现实空间中的描述。

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置，然后在第二个源处解码不变。

在第三阶段，研究人员分析了他们的非度规性引力波是否可用于编码信息信号。

由此，他们确定了波的四个维度(三个空间维度和一个时间维度)，三个维度可以仅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。

正如Nina V. Markova——C.M.Nikolsky数学研究所的助理教授、RUDN的工作人员和该研究的共同作者——在最近的RUDN新闻稿中总结道：

“我们发现非度规性波能够像最近发现的曲率波一样传输数据，因为它们包含可以在这种波源中编码的延迟时间的任意函数(与电磁波完美类比)。”

总的来说，该团队证明，基于他们的数学表示，有一些引力波的函数在波分布过程中保持不变。

这意味着可以对这些波中的信息进行编码，就像我们超过一个世纪以来一直使用着的通过无线电信号传输编码信息的电磁波一样。

因此，如果科学家能够开发出一种将信息结合到引力波源中的方法，他们就可以将其传播到太空中的任何一点而不会发生变化。

这将对空间通信产生巨大影响，卫星和未来空间站可利用无线电，光学和/或引力波信号传输信息。

科学探索带给我们无数惊奇，而由于科学可以在短短几年内呈指数级发展，一切都成为可能。

本文译自 sciencealert，由 majer 编辑发布。