Космический телеграф: возможно ли передавать информацию с помощью гравитационных волн
Возможно ли передавать информацию с помощью гравитационных волн
- Визуализация гравитационных волн
- © NASA/Ames Research Center/C. Henze
Группа российских математиков под руководством учёных из Российского университета дружбы народов (РУДН) установила, что передачу данных на большие расстояния без искажений можно осуществлять с помощью гравитационных волн.
Суть эксперимента
Существование гравитационных волн было предсказано более века назад — ещё в общей теории относительности Альберта Эйнштейна. Согласно его гипотезе, гравитационные колебания полностью определяются пространством-временем. Он предположил, что колебания возникают в результате крупнейших космических событий — например, слияния чёрных дыр, — после чего пространство вокруг эпицентра искажается.
Основатель LIGO Кип Торн в интервью RT: Однажды человечество повторит путь героев «Интерстеллар»
Однако современная математическая наука утверждает, что пространство-время — более сложная структура, чем считалось ранее: она обладает дополнительными геометрическими параметрами, в том числе неметричностью — характеристикой привычного нам трёхмерного пространства, но без начала координат.
Чтобы доказать, что гравитационные волны можно использовать для передачи информации, российские учёные разработали их математическую модель в неметрическом пространстве.
Предназначенные для передачи данные были зашифрованы в виде математической функции, которая, как оказалось, не меняется при распространении волн. Таким образом, информация в её математической интерпретации сохранялась в неизменном виде — как и при использовании традиционных электромагнитных волн для трансляции радиосигнала.
В итоге математики пришли к выводу, что гравитационные волны теоретически можно использовать для обмена данными, в том числе между станциями в космосе.
«Точка ещё не поставлена»
Впрочем, астрофизики усомнились в прикладном значении математического исследования. Главная проблема, которая может возникнуть при его реализации, по их мнению, состоит в том, чтобы сгенерировать очень мощный сигнал, ведь гравитационное взаимодействие является самым незначительным из четырёх фундаментальных взаимодействий: электромагнитного, сильного (ядерного), слабого (возникающего при распаде элементарных частиц) и собственно гравитационного.
«С математической точки зрения, эта работа достаточно интересная и содержательная, однако реализовать её крайне проблематично. Основная трудность заключается в генерации достаточно интенсивного сигнала или же в возможности зарегистрировать очень слабый», — сообщил в беседе с RT астрофизик, ведущий научный сотрудник ГАИШ МГУ Сергей Попов.
- Детектор гравитационных волн LIGO
- © Wikimedia
Ещё одно обстоятельство, которое мешает применить выводы математиков на практике, — отсутствие компактного приёмника, способного генерировать и принимать гравитационные волны. Детектор гравитационных волн LIGO, разработчики которого в 2017 году были удостоены Нобелевской премии, — это, по сути, отдельная наземная лаборатория площадью несколько квадратных километров.
«Очень трудно себе представить даже проявление этих гравитационных волн. Что это такое? Возможно, это слияние чёрных дыр. Но точка в этом вопросе ещё не поставлена», — отметил в беседе с RT доктор физико-математических наук из Института прикладной астрономии РАН Исмаил Рахимов.
Эксперт добавил, что истинная природа гравитационных волн остаётся до конца не изученной, а значит, говорить об их практическом использовании как минимум преждевременно.
«Электромагнитные волны как переносчик информации на большие расстояния остаются вне конкуренции. Ведь работать с электронами гораздо проще: их легко сгенерировать и легко принять. Выводы математического исследования могут пригодиться скорее авторам научно-фантастических романов. Пока только таким может быть прикладное значение этого изыскания», — подытожил Попов.
