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

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
©Wikipedia

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.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сегодня, 09:45
4 минуты
Сергей Васильев

Глубоко в носоглотке ученые обнаружили новую — четвертую — пару крупных слюнных желез, о существовании которой ранее никто не подозревал.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

10 часов назад
28 минут
Александр Березин

Потепление помогает главному лесу планеты — где проживает 10% всех существующих видов, — а вот биотопливо грозит ему гибелью. Эта неприятная правда неполиткорректна, поэтому СМИ переворачивают ее с ног на голову. Попробуем разобраться, как до этого дошло.

Вчера, 12:21
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых сделала рентгеновские снимки грудного отдела тела муравьев, проанализировав их мышцы и внутренний скелет. В результате исследователи выяснили, что сила этих насекомых связана с потерей способности летать.

16 октября
6 минут
Василий Парфенов

Несмотря на устоявшееся мнение, согласно которому газотурбинные двигатели (ГТД) почти достигли технологического совершенства и прироста характеристик более чем на единицы процентов в новых моделях ждать не стоит, инженеры продолжают искать способы радикально их улучшить. Компания GE Aviation уже до конца 2020 года собирается представить предсерийные экземпляры своих революционных силовых установок, которые должны быть на 20% долговечнее, на 35% экономичнее и будут иметь улучшенную на 80% энерговооруженность, чем предыдущие аналогичные модели.

16 октября
52 минуты
Александр Березин

Одни говорят, что в мире миллионы тонн ядерных отходов и что их никогда не удастся надежно захоронить, в связи с чем Гринпис перекрывает железные дороги, по которым везут ядерные материалы, и требует свернуть всю ядерную отрасль в одночасье. Другие утверждают, что реальные ядерные отходы от деятельности АЭС во всем мире помещаются в куб со стороной десять метров. Как понять, кто прав, а кто — нет? И почему то, что для одних — «отходы», другие рассматривают как ценную инвестицию в будущее? Попробуем разобраться.

28 сентября
29 минут
Александр Березин

Сентябрь 2020 года принес в Закавказье войну — столкновение Азербайджана и Нагорного Карабаха получило большой размах, общее число жертв, судя по всему, уже перевалило за сотню, а Ереван и Баку объявили мобилизацию (в Азербайджане — частичную). Объективного смысла в войне для самих участников нет. Баку не победит, но и Армения от конфликта ничего не выиграет. Пользу конфликт, однако, объективно принесет Турции, а также тем, кто поставляет в Азербайджан оружие. Возникает вопрос: почему война оказалась возможна, несмотря на дружественную позицию России к Армении, и зачем на нее пошли в Баку? И есть ли у Еревана разумный выход из назревающей бойни?

16 октября
6 минут
Денис Гордеев

Люди со второй и четвертой группами крови с большей вероятностью переболеют Covid-19 в тяжелой форме.

1 октября
39 минут
Александр Березин

После советской эпохи атомные реакторы перестали запускать в космос, но сегодня все постепенно меняется. К атомной энергетике для марсианских колоний примеривается Илон Маск, проекты лунных АЭС прорабатываются в России — и все несмотря на то, что в космосе условия для солнечной энергетики лучше, чем на нашей планете. Что заставляет космическую отрасль все чаще думать об атомных реакторах? Как ни странно, дело в том, что и ядерная энергетика в космосе становится еще важнее, чем на Земле. Попробуем разобраться почему.

[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?
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 ?
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: