Космический телеграф: возможно ли передавать информацию с помощью гравитационных волн
Российские математики пришли к выводу, что гравитационные волны теоретически способны передавать данные. По мнению исследователей, разработанную ими технологию в перспективе можно использовать для обмена информацией между космическими станциями. Однако реализовать эту теорию на практике будет непросто, поскольку гравитационное взаимодействие весьма слабое, а значит, волны вряд ли смогут транслировать данные на большие расстояния, считают астрофизики.
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.
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.
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.