Ίσως να μπορούμε να μεταφέρουμε δεδομένα μέσω βαρυτικών κυμάτων, όπως δηλώνει μια επαναστατική νέα εργασία
Στις 11 Φεβρουαρίου του 2016, οι επιστήμονες στο Παρατηρητήριο Βαρυτικών κυμάτων με Συμβολόμετρο Λέιζερ LIGO (Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory -LIGO) έγραψαν ιστορία όταν ανακοίνωσαν την πρώτη ανίχνευση βαρυτικών κυμάτων.
Εικόνα: (Pobytov/iStock)
Όπως αρχικά είχαν προβλεφθεί από την Θεωρία της Γενικής Σχετικότητας του Αϊνστάιν πριν από έναν αιώνα, τα κύματα αυτά είναι ουσιαστικά ρυτιδώσεις, κυματισμοί αν θέλετε στο χωροχρόνο, τα οποία δημιουργούνται από μεγάλα αστρονομικά γεγονότα - όπως η συγχώνευση ενός δυαδικού συστήματος μελανών οπών.
Η ανακάλυψη αυτή όχι μόνο άνοιξε τις πύλες σε ένα συναρπαστικό νέο πεδίο έρευνας, αλλά και σε πολλές ενδιαφέρουσες δυνατότητες.
Μια τέτοια πιθανότητα, σύμφωνα με νέα μελέτη από μια ομάδα Ρώσων επιστημόνων, είναι ότι τα βαρυτικά κύματα θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση πληροφοριών.
Με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποιούνται τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα για την επικοινωνία μέσω κεραιών και δορυφόρων, το μέλλον των επικοινωνιών θα μπορούσε να βασίζεται στη βαρύτητα.
Η μελέτη, η οποία δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο επιστημονικό περιοδικό Classical and Quantum Gravity, με επικεφαλής την Olga Babourova, καθηγήτρια στο Παιδαγωγικό Κρατικό Πανεπιστήμιο της Μόσχας (Moscow Pedagogical State University -MPSU), και περιέλαβε μέλη από το Κρατικό Πολυτεχνείο της Μόσχας για την Αυτοκινητοβιομηχανία και την Οδική Κατασκευή (Moscow Automobile and Road Construction State Technical University-MADI), και το Πανεπιστήμιο Φιλίας των Λαών της Ρωσίας (Peoples' Friendship University of Russia-RUDN).
Για χάρη της μελέτης τους, η ομάδα διεξήγαγε μια έρευνα σε τρία στάδια για να προσδιορίσει εάν τα βαρυτικά κύματα (GW) θα μπορούσαν να κωδικοποιηθούν και να χρησιμοποιηθούν για τη μετάδοση πληροφοριών.
Στο πρώτο στάδιο, αναλύθηκαν οι ιδιότητες των GW σε ένα γενικευμένο ομοπαράλληλο μετρικό χώρο (μια τρισδιάστατη αλγεβρική δομή η οποία είναι ανεξάρτητη από διανύσματα ή σημεία προέλευσης).
Είναι παρόμοιο με το πώς οι ιδιότητες των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων (και της Γενικής Σχετικότητας) αξιολογούνται χρησιμοποιώντας την τετραδιάστατη τοπολογική πολλαπλότητα η οποία είναι γνωστή ως Χωροχρόνος Minowski .
Αυτό επέτρεψε στην ομάδα να μετακινηθεί από τη μαθηματική ερμηνεία των βαρυτικών κυμάτων στην περιγραφή τους στον πραγματικό χώρο.
Στο δεύτερο στάδιο, οι ερευνητές επεδίωξαν να προσδιορίσουν αν διάφορες λειτουργίες του χρόνου θα αλλάξουν ή όχι στη διαδικασία της διανομής της διασποράς αν θέλετε του βαρυτικού κύματος.
Αυτό που ανακάλυψαν ήταν ότι τα χαρακτηριστικά ενός κύματος θα μπορούσαν να ρυθμιστούν στην πηγή τους, και στη συνέχεια να αποκωδικοποιηθούν αμετάβλητα σε μια δεύτερη πηγή.
Στο τρίτο στάδιο, οι ερευνητές έκαναν δοκιμές για να παρατηρήσουν αν η μη-μετρική δομή των βαρυτικών κυμάτων θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την κωδικοποίηση ενός σήματος πληροφοριών.
Από αυτό, καθόρισαν ότι από τις τέσσερις διαστάσεις ενός κύματος (τρεις χωρικές διαστάσεις και μία χρονική διάσταση), οι τρεις θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την κωδικοποίηση ενός σήματος πληροφοριών χρησιμοποιώντας μία μόνο λειτουργία ενώ η τέταρτη μπορούσε να κωδικοποιηθεί χρησιμοποιώντας δύο λειτουργίες.
Η Nina V. Markova - βοηθός καθηγήτρια στο Μαθηματικό Ινστιτούτο C.M. Nikolsky, μέλος του προσωπικού του RUDN και συν-συγγραφέας της μελέτης - δήλωσε συνοπτικά σε πρόσφατο δελτίο τύπου του RUDN:
"Βρήκαμε ότι τα μη-μετρήσιμα κύματα (nonmetricity waves) είναι σε θέση να μεταδίδουν δεδομένα παρόμοια με τα πρόσφατα ανακαλυφθέντα κύματα καμπυλότητας (curvature waves), επειδή η περιγραφή τους περιέχει αυθαίρετες λειτουργίες καθυστερημένου χρόνου (delayed time), οι οποίες μπορούν να κωδικοποιηθούν στην πηγή αυτών των κυμάτων (σε μια τέλεια αναλογία με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα)".
Συνολικά, η ομάδα απέδειξε ότι με βάση τη μαθηματική τους παρουσίαση, υπάρχουν λειτουργίες με βαρυτικά κύματα, οι οποίες παραμένουν αμετάβλητες στη διαδικασία της κατανομής, της διασποράς αν προτιμάτε, των κυμάτων.
Αυτό σημαίνει ότι θα μπορούσε να είναι δυνατή η κωδικοποίηση πληροφοριών σε αυτά τα κύματα με τον ίδιο τρόπο που χρησιμοποιούμε για πάνω από έναν αιώνα ηλεκτρομαγνητικά κύματα για να μεταφέρουμε κωδικοποιημένες πληροφορίες μέσω ραδιοκυμάτων.
Έτσι, εάν οι επιστήμονες μπορούν να αναπτύξουν μια μέθοδο για την ενσωμάτωση πληροφοριών σε μια πηγή βαρυτικών κυμάτων, θα μπορούσαν να την μεταδώσουν αναλλοίωτη σε οποιοδήποτε σημείο του χώρου, του διαστήματος γενικά.
Αντιλαμβανόμαστε φυσικά οτι κάτι τέτοιο θα είχε τεράστιες επιπτώσεις στις επικοινωνίες στο διάστημα, όπου οι δορυφόροι και οι μελλοντικοί διαστημικοί σταθμοί θα μπορούσαν να μεταδίδουν πληροφορίες χρησιμοποιώντας σήματα ραδιοφωνικών, οπτικών και / ή βαρυτικών κυμάτων.
Μια ακόμα συναρπαστική ευκαιρία για το μέλλον της εξερεύνησης του διαστήματος. Και όλα αυτά έγιναν δυνατά χάρη σε ένα πεδίο επιστημονικής έρευνας που αναπτύχθηκε εκθετικά μέσα σε λίγα μόνο χρόνια.
Από τον MATT WILLIAMS
Από τον MATT WILLIAMS
--------------------*--------------------
Δείτε το βίντεο της διακεκριμένης καθηγήτριας Βίκυ Καλογερά, μέλος του στενού πυρήνα της ομάδας που ανίχνευσε τα βαρυτικά κύματα.
Βίκυ Καλογερά :Τα βαρυτικά κύματα του Αινστάιν 1
--------------------*--------------------
Ενημερωθείτε για θέματα Αστρονομίας και Επιστήμης στις
ομάδες μας στο Facebook:
Πηγές υπάρχουν επίσης και στις παραπομπές του κειμένου
(οι λέξεις με τα κόκκινα γράμματα)
Για διορθώσεις μετάφρασης ως προς το
πρότυπο κείμενο, απορίες, ή συμπληρώματα, γράψτε μας: gikasd63@hotmail.com
η αφήστε μήνυμα inbox στη Σελίδα:
Επίσης εάν θέλετε να δημοσιευτεί στο μπλόγκ μας κάποια
δική σας εργασία, άρθρο, ή paper σχετικά με την επιστήμη, αποστείλατε τα άρθρα
αυτά συνοδευόμενα απαραίτητα από τη σχετική βιβλιογραφία, και την
σχετική έντυπη άδεια σας για δημοσίευση στο μπλόγκ μας, στη
διεύθυνση: gikasd63@hotmail.com. Η δημοσίευση είναι εντελώς
δωρεάν.
Εάν, κατά την άποψή σας, υπάρχουν επιστημονικά λάθη
στο πρότυπο κείμενο η ομάδα μας δεν μπορεί να παρέμβει και να το αλλάξει χωρίς
την συναίνεση του αρθρογράφου. Για οποιαδήποτε τέτοια αλλαγή επικοινωνήστε με
την πηγή του άρθρου.
Το κείμενο υπόκειται σε επικαιροποίηση αν
υπάρξουν έγκυρες διορθώσεις ή νέα στοιχεία που αφορούν το θέμα του
άρθρου.