Подтверждена возможность передачи данных при помощи гравитационных волн — Naked Science
11.10.2018
7 минут
Редакция
7
506

Подтверждена возможность передачи данных при помощи гравитационных волн

Российские ученые исследовали способность гравитационных волн к передаче информации. И это не только возможно, но и гарантирует передачу сигналов без потерь.

nasa_gravitational_waves

Математики из РУДН проанализировали свойства гравитационных волн в обобщенном аффинно-метрическом пространстве (алгебраическая конструкция, действующая на понятиях вектора и точки) — подобно свойствам электромагнитных волн в пространстве Минковского. Они сообщили о возможности пространственной передачи информации при помощи неметрических волн без искажений. Открытие может дать новые способы передачи данных в космосе — например, между космическими станциями. Результаты исследования опубликованы в журнале Classical and Quantum Gravity.

 

Гравитационные волны — волны в кривизне пространства-времени, которые, согласно Общей теории относительности (ОТО), полностью определены самим пространством-временем. Есть несколько причин считать пространство-время более сложной структурой с дополнительными геометрическими характеристиками, такими как скручивание и неметричность. В данном случае, говоря на языке геометрии, пространство-время преобразуется из риманова пространства, предусмотренного ОТО, в обобщенное аффинно-метрическое пространство. Соответствующие уравнения гравитационного поля, обобщающие уравнения Эйнштейна, показывают, что скрученность и неметричность могут распространяться и в форме волн — в частности, в виде плоских волн на далекие расстояния от их источников.

 

Для описания гравитационных волн исследователи из РУДН использовали математическую абстракцию — аффинное пространство, то есть обычное векторное пространство, но без источника координат. Они доказали, что в таком математическом представлении гравитационных волн существуют функции, остающиеся неизменными при распространении волн. Можно настроить произвольную функцию для шифрования любой информации примерно тем же способом, каким электромагнитные волны передают радиосигналы.

 

Информация может быть передана через пространство без искажения с помощью неметрических волн / © Allen Dressen

 

Если ученые смогут разработать метод включения этих конструкций в волновой источник, они без каких-либо изменений достигнут любой точки в пространстве. То есть гравитационные волны можно использовать для передачи данных.

 

Исследование состояло из трех этапов. Сначала математики вычислили производную Ли — функцию, связывающую свойства тел в двух разных пространствах: аффинном пространстве и пространстве Минковского. Это позволило ученым перейти от описания волн в реальном пространстве к их математической интерпретации.

 

Затем они определили пять произвольных функций времени, то есть конструкций, не изменяющихся в процессе распространения волны. С их помощью характеристики волны можно поместить в источник, тем самым шифруя любую информацию. Ее можно расшифровать в любой точке в пространстве, то есть ее можно передавать.

 

На третьем этапе исследователи доказали теорему о строении плоской неметричности в гравитационных волнах. Оказалось, три измерения волны из четырех (три пространственные и одно временное) можно использовать для шифрования информационного сигнала при помощи одной функции, а в четвертом измерении — при помощи двух.

 

«Мы обнаружили, что неметрические волны способны передавать данные подобно недавно открытым волнам кривизны, так как их описание содержит произвольные функции отложенного времени, которое можно зашифровать в источник таких волн», — объясняет Нина Маркова, соавтор исследования, кандидат физических и математических наук, доцент Математического института С. М. Никольского и сотрудник РУДН.

Позавчера, 12:17
23 минуты
Редакция

Возраст планеты, на которой мы живем, – примерно 4,54 миллиарда лет. И большую часть этого времени она была совершенно не похожа на ту Землю, которую мы знаем. Даже самые экзотические планеты за пределами Солнечной системы, возможно, не столь интересны, как наша родная в некоторые моменты ее истории. Наденем скафандр, сядем в машину времени – и представим себя инопланетными путешественниками, посетившими нашу систему в ее ранние времена.

Вчера, 15:12
1 минута
Илья Ведмеденко

В Соединенных Штатах провели церемонию спуска на воду USS Cooperstown (LCS 23) — корабля прибрежной зоны Littoral Combat Ship типа Freedom. В скором времени он пополнит состав ВМС США.

Вчера, 09:37
7 минут
Сергей Васильев

Магнитосфера Земли была достаточно сильной еще до того, как у планеты появилось внутреннее ядро и заработал механизм «геомагнитного динамо»: похоже, на первых этапах ее подпитывал совершенно другой механизм.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

17 января
7 минут
ТГУ

Старший научный сотрудник лаборатории «Гербарий» БИ ТГУ Вера Костикова совместно с новосибирскими коллегами выявила ценные лекарственные свойства у спиреи – кустарника, используемого в озеленении городов и дачных участков. Фитохимическое исследование показало, что растение обладает противовирусной и антиоксидантной активностью, что делает его перспективным для использования в медицине.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

7 января
44 минуты
Александр Березин

Вашингтон и Тегеран близки к войне как никогда за последние годы. Но, скорее всего, США не пойдут дальше ограниченных ударов. Слишком уж неприятные последствия имели предшествующие силовые операции Штатов в Иране. Попробуем разобраться, что именно их остановит на этот раз.

[miniorange_social_login]

Комментарии

7 Комментариев

3cube
17.10.2018
-
0
+
Еще в 1972 году в ссср был выдан патент на систему гравитационной связи, Авторское свидетельство СССР на изобретение № 347937
ulogin_vkontakte_264160968
14.10.2018
-
0
+
Собственно, передача данных между "спутанными квантами" (мысленный эксперимент "правой и левой перчатки") и происходит с помощью гравитационных волн, где скорость передачи много выше релятивисткого максимума, но, всё же, не моментальна, как представляется изначально.
ulogin_facebook_1886627804754857
14.10.2018
-
0
+
Чёто, я ничо не понял?
ulogin_facebook_793122580828231
13.10.2018
-
0
+
на границе вселенной чё ? есть . и как это что то чувствует вселенную ? ничё нет гаварят . кругла гаварят - шар . а за кругла ? чё . ничё ! а как эт ничё панимает то что в шаре ?
ulogin_facebook_793122580828231
13.10.2018
-
0
+
трясёшь сумкой . изменяешь гравитацию рядом лучом светишь он канешна модулируется и потом демодулируется где нада .
12.10.2018
0
Статью можно читать ровно до момента: "Если ученые смогут разработать метод включения этих конструкций в волновой источник". Одна фантастика и "теория происходящая из теории", без какой либо практической составляющей. Как "передавальщики", будут модулировать колебания пространства? - Управляемыми взрывами и схлопываниями звёзд ? Или может будут дёргать чёрные дыры? :) Размеры модулирующих установок будут сопоставимы с астрономическими объектами, или сигнал от них попросту потонет в шуме самой вселенной(считаем полезное cотношение сигнал/шум). Иначе для чего детектор LIGO имеет такое протяжение детекторов и размеры?
wig
12.10.2018
-
0
+
Гравитационное поле имеет векторный потенциал (вихревую составляющую) rot A не= 0, а генератором вихрей является градиент плотности. Вертикальный градиент плотности вызывает тангенциальные силы, приводящий различные среды к вращению в горизонтальной плоскости, а горизонтальный градиент плотности вызывает их вертикальные движения (подъём, погружение). Это фундаментальное свойство гравитационного поля.

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: