Пульсации в пространстве-времени: ученые рассказали о необычном способе космической связи

Когда астрономы впервые обнаружили гравитационные волны в 2015 году, это позволило по-новому посмотреть на Вселенную. До этого астрономия зависела от наблюдений света во всех его длинах волн. Мы также используем свет для общения, в основном радиоволны. Можем ли мы использовать гравитационные волны для общения? Эту идею рассмотрели ученые в новом исследовании, опубликованном на сервере препринтов arXiv, пишет ScienceAlert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Гравитационные волны

По словам ученых, обнаружение гравитационных волн позволило по-новому изучить Вселенную и отдельные экстремальные астрофизические явления. С другой стороны, эти волны могут стать новым типом космической связи. Напоминаем, что гравитационные волны возникают в результате столкновения черных дыр и нейтронных звезд, но считается, что они также возникают и в результате других экстремальных явлений в космосе. Эти волны представляют собой пульсации в ткани пространства-времени.

Традиционная электромагнитная связь имеет определенные недостатки. Сигналы ослабевают с расстоянием, атмосферные эффекты могут мешать радиосвязи, рассеивать и искажать ее. Космическая погода также может мешать связи в космосе.

Гравитационно-волновая связь

Эти проблемы, как считают авторы исследования, может решить гравитационно-волновая связь. Она надежна в экстремальных условиях и теряет минимальное количество энергии на чрезвычайно больших расстояниях. Она также преодолевает проблемы, которые мешают работе электромагнитной связи. Эта связь может обеспечить передачу информации на огромные расстояния.

Для развития данной технологии необходимо создать искусственные гравитационные волны в лаборатории. Но создание искусственных гравитационных волн является одной из больших проблем на сегодняшний день.

Очевидно, что нет способа воссоздать в лаборатории такое событие, как столкновение черных дыр. Но попытки уже были. Одна из первых попыток включала вращающиеся массы. Однако скорость вращения, необходимая для создания гравитационных волн, была невозможна, отчасти потому, что материалы были недостаточно прочными. Другие попытки включали пьезоэлектрические кристаллы, сверхтекучие жидкости, пучки частиц и даже мощные лазеры. Проблема с этими попытками в том, что, хотя физики понимают лежащую в их основе теорию, у них пока нет нужных материалов. Еще одна проблема состоит в том, что такие гравитационные волны очень сложно обнаружить, даже если они могут быть созданы из-за малых масс, которые принимали участие в их создании. Поэтому необходимы более продвинутые технологии, говорят ученые.

Проблемы нового способа связи в космосе

Хотя гравитационные волны избегают некоторых проблем, с которыми сталкиваются электромагнитная связь, все же у них есть свои проблемы. Поскольку гравитационные волны могут перемещаться на большие расстояния, они сталкиваются с проблемами затухания, фазовых искажений и сдвигов поляризации из-за взаимодействия с плотной материей, космическими структурами, магнитными полями и межзвездной материей. Это может не только ухудшить качество сигнала, но и усложнить его расшифровку.

Ученые говорят, что для того, чтобы использовать гравитационные волны для связи, также нужно выяснить, как их модулировать. Модуляция сигнала имеет решающее значение для связи.

В глубоком космосе связь с помощью электромагнитных волн ограничена огромными расстояниями и помехами от космических явлений. Поэтому гравитационно-волновая связь, кажется, может быть хорошим решением этих проблем. Она позволит поддерживать постоянное хорошее качество сигнала, что имеет важнейшее значение для миссий за пределы Соленной системы, говорят ученые.

Как уже писал Фокус, астрономы впервые обнаружили то, что объединяет молодые звезды и огромные черные дыры. Исследователи впервые получили надежное доказательство существования общего механизма, который объясняет процессы в совершенно разных астрономических объектах.

Также Фокус писал о том, что астронавт NASA Сунита Уильмс установила новый рекорд общей длительности пребывания в открытом космосе среди женщин, которые летали на орбиту.