MY.UAНовини
Вчені досліджують, чи можна використовувати гравітаційні хвилі для космічного зв’язку
Вчені досліджують, чи можна використовувати гравітаційні хвилі для космічного зв’язку

Вчені досліджують, чи можна використовувати гравітаційні хвилі для космічного зв’язку

Коли у 2015 році астрономи виявили перші давно передбачувані гравітаційні хвилі, це відкрило зовсім нове вікно у Всесвіт. До цього астрономія залежала від спостережень світла на всіх його довжинах хвиль. Ми також використовуємо світло для спілкування, переважно радіохвилі. Чи можемо ми використовувати гравітаційні хвилі для спілкування?

Ідея інтригуюча, хоча наразі виходить за межі наших можливостей. З усім тим, досліджувати гіпотетику є цінність, оскільки майбутнє може настати раніше, ніж ми іноді думаємо. Нове дослідження вивчає цю ідею та те, як її можна застосувати в майбутньому. Він називається «Гравітаційна комунікація: основи, найновіші технології та бачення майбутнього» і доступний на сайті для підготовки до друку arxiv.org.

Автори: Хоутіанфу Ван і Озгур Б. Акан. Ван і Акан працюють у групі «Інтернет усього» інженерного факультету Кембриджського університету, Великобританія.

«Гравітаційні хвилі можуть підтримувати постійну якість сигналу на величезних відстанях, що робить їх придатними для місій за межами Сонячної системи». Хоутяньфу Ван і Озгур Б. Акан.

«Відкриття гравітаційних хвиль відкрило нове спостережне вікно для астрономії та фізики, пропонуючи унікальний підхід до дослідження глибин Всесвіту та екстремальних астрофізичних явищ. Крім свого впливу на астрономічні дослідження, гравітаційні хвилі також привернули широку увагу як новий комунікаційної парадигми», – пояснюють автори.

Традиційний електромагнітний зв’язок має певні недоліки та обмеження. Сигнали стають слабшими з відстанню, що обмежує діапазон. Атмосферні впливи можуть заважати радіозв’язку, розсіювати та спотворювати його. Існують також обмеження прямої видимості, сонячна погода та космічна активність також можуть заважати. Гравітаційно-хвильовий зв’язок (GWC) є перспективним у тому, що він може подолати ці проблеми.

GWC надійний в екстремальних умовах і втрачає мінімальну енергію на надзвичайно великих відстанях. Він також усуває проблеми електромагнітного зв’язку (EMC), такі як дифузія, спотворення та відображення. Існує також інтригуюча можливість використання природно створених GW, що означає зменшення енергії, необхідної для їх створення.

«Гравітаційний зв’язок, також відомий як зв’язок за допомогою гравітаційних хвиль, обіцяє подолати обмеження традиційного електромагнітного зв’язку, забезпечуючи надійну передачу в екстремальних середовищах і на великі відстані», – зазначають автори.

Щоб розвинути технологію, дослідникам потрібно створити штучні гравітаційні хвилі (GW) у лабораторії. Це одна з головних цілей дослідження GW. ГВ надзвичайно слабкі, і лише величезні маси, що швидко рухаються, можуть їх створити. Навіть ті GW, які ми виявили, що походять від злиття надмасивних чорних дір (SMBH), які можуть мати мільярди сонячних мас, створюють лише незначні ефекти, для виявлення яких потрібні неймовірно чутливі інструменти, такі як LIGO. Необхідним першим кроком є ​​створення GW, достатньо сильних для виявлення.

«Генерація гравітаційних хвиль є ключовою для розвитку гравітаційного зв’язку, але вона залишається однією з головних проблем сучасного технологічного розвитку», – пишуть автори. «Дослідники досліджували різні інноваційні методи досягнення цього, включаючи механічний резонанс і обертальні пристрої, надпровідні матеріали та зіткнення променів частинок, а також методи, що включають потужні лазери та електромагнітні поля».

За GWC є багато теоретичної роботи, але менше практичної роботи. У документі вказується, у якому напрямку повинні бути спрямовані дослідження, щоб подолати розрив між ними. Очевидно, що неможливо відтворити в лабораторії таку дивовижну подію, як злиття чорної діри. Але дивно, що дослідники розглядали цю проблему ще в 1960 році, задовго до того, як ми взагалі виявили GW.

Одна з перших спроб пов’язана з обертовими масами. Однак швидкість обертання, необхідну для створення GW, було неможливо досягти, частково тому, що матеріали були недостатньо міцними. Інші спроби та пропозиції стосувалися п’єзоелектричних кристалів, надплинних рідин, пучків частинок і навіть потужних лазерів. Проблема цих спроб полягає в тому, що хоча фізики розуміють теорію, що стоїть за ними, у них ще немає потрібних матеріалів. Вчені вважають, що деякі спроби викликали GW, але вони недостатньо сильні, щоб їх можна було виявити.

Читайте також -  Відкриття Суперземлі виявило екзопланету, потенційно здатну підтримувати життя

«Високочастотні гравітаційні хвилі, які часто генеруються меншими масами або масштабами, можливі для штучного виробництва в лабораторних умовах. Але вони залишаються невиявленими через низькі амплітуди та невідповідність поточній чутливості детектора», — пояснюють автори. Потрібні більш просунуті технології виявлення або якийсь метод узгодження створених GW з існуючими можливостями виявлення. Існуючі технології спрямовані на виявлення ГВ від астрофізичних подій.

Автори пояснюють, що «дослідження повинні зосередитися на розробці детекторів, здатних працювати в більш широкому діапазоні частот і амплітуд». Хоча GW уникають деяких проблем, з якими стикаються EM зв’язки, вони не без проблем. Оскільки вони можуть подорожувати на великі відстані, GWC стикається з проблемами затухання, фазових спотворень і поляризаційних зсувів від взаємодії з такими речами, як щільна матерія, космічні структури, магнітні поля та міжзоряна матерія. Це може не тільки погіршити якість сигналу, але й ускладнити декодування.

Ця концептуальна ілюстрація показує, яким впливам піддаються GW під час їх поширення. «Спочатку сигнал відчуває великомасштабні впливи, такі як гравітаційні та космологічні зрушення частоти, а потім широкомасштабне ослаблення амплітуди через космічне розширення та слабке розсіювання. Далі більш специфічні для регіону фактори викликають зміни поляризації, і, нарешті, виникають локалізовані спотворення в форма зміни фази та ефекти загасання, спричинені гравітаційним лінзуванням та іншими явищами дрібного розміру вводиться біля кінця приймача», — пишуть автори. (Ван і Акан, 2025)

Існують також унікальні джерела шуму, які слід враховувати, включаючи термічний гравітаційний шум, фонове випромінювання та перекриваються GW сигнали.

«Розробка комплексних моделей каналів має важливе значення для забезпечення надійного та ефективного виявлення в цих середовищах», — пишуть автори.

Щоб коли-небудь використовувати GW, нам також потрібно з’ясувати, як їх модулювати. Модуляція сигналу має вирішальне значення для зв’язку. Подивіться на будь-яку автомобільну радіоприймач і побачите «AM» і «FM». AM означає «амплітудна модуляція», а FM означає «частотна модуляція». Як ми можемо модулювати GW і перетворювати їх на значущу інформацію?

«Нещодавні дослідження досліджували різноманітні методи, включаючи амплітудну модуляцію (AM), спричинену темною матерією частотну модуляцію (FM), маніпуляції з надпровідним матеріалом і теоретичні підходи, що не ґрунтуються на астрофізичних явищах», — пишуть автори.

Кожне з них є багатообіцяючим, а також забитим перешкодами. Наприклад, ми можемо теоретизувати про використання темної матерії для модуляції сигналів GW, але ми навіть не знаємо, що таке темна матерія.

«Частотна модуляція за участю надлегкої скалярної темної матерії (ULDM) залежить від невизначених припущень щодо властивостей і розподілу темної матерії», — пишуть автори, звертаючись до слона в кімнаті.

Може здатися, що GWC недосяжний, але він настільки багатообіцяючий, що вчені не бажають від нього відмовлятися. У далекому космосі зв’язок електромагнітним зв’язком ускладнюється величезними відстанями та перешкодами від космічних явищ. GWC пропонує вирішення цих перешкод.

На цьому зображенні показано, як GWC можна використовувати в нашій Сонячній системі та в міжзоряних комунікаціях. Там, де звичайний зв’язок просто зникне під час довгої подорожі між зірками, GWC – ні. (Ван і Акан, 2025)

Кращий спосіб спілкування на великих відстанях має вирішальне значення для дослідження далекого космосу, і GWC — це саме те, що нам потрібно. «Гравітаційні хвилі можуть підтримувати постійну якість сигналу на величезних відстанях, що робить їх придатними для місій за межами Сонячної системи», — пишуть автори. Практичний зв’язок за допомогою гравітаційних хвиль ще далекий. Проте те, що колись було тільки теоретичним, поступово переходить у практичне.

«Гравітаційна комунікація, як передовий напрямок досліджень із значним потенціалом, поступово переходить від теоретичних досліджень до практичного застосування», — пишуть Ван і Акан у своєму висновку. Це залежатиме від наполегливої ​​роботи та майбутніх проривів.

Пара дослідників знають, що для просування ідеї потрібно багато працювати. Їх документ дуже детальний і вичерпний, і вони сподіваються, що він стане каталізатором для цієї роботи.

«Хоча повністю практична система зв’язку за допомогою гравітаційних хвиль залишається нездійсненною, ми прагнемо використати це опитування, щоб підкреслити її потенціал і стимулювати подальші дослідження та інновації, особливо для сценаріїв космічного зв’язку», – підсумовують вони.

Поділитися
Поділитися сюжетом
Джерело матеріала
Дома и огороды у границы: кому теперь нужно спецразрешение и как его получить
Знай
2026-10-02T22:51:22Z
Неожиданный поворот: названа истинная причина смерти Сергея Соседова
MY.UA
2026-09-26T15:52:48Z
Автоматического пересчета не будет: пенсионеры должны лично сообщить ПФУ
Знай
2026-09-26T18:45:55Z
Трагедия в центре столицы: Залужный потерял близких из-за атаки на здание НАН
Comments UA
2026-09-28T12:27:58Z
Не в 3 года в садик: нейробиолог объяснил, почему ребенку лучше подождать до 5
Знай
2026-10-02T22:51:01Z
Паспортный сервис приостановил оформление документов: что с электронной очередью и воинским учетом
MY.UA
2026-10-02T22:12:12Z
27 сентября: какой церковный праздник, три "нельзя" этого дня
UAToday
2026-09-27T04:45:48Z
Новая угроза затмит все: Стерненко призвал готовиться к тысячам российских крылатых ракет
Новости Украины
2026-10-02T17:33:52Z
Вышли на работу — потеряли пенсию: кому ПФУ не простит трудоустройство
Знай
2026-10-02T17:30:07Z
Неизвестная инфекция в Украине: врач обнаружил необычные симптомы
MY.UA
2026-09-27T00:20:26Z
Никто не спасется: ужасный сценарий последствий войны угрожает каждому украинцу
Comments UA
2026-09-24T11:18:59Z
Какие продукты убивают почки: их нельзя включать в ежедневный рацион, особенно людям за 50
TSN
2026-09-21T12:48:11Z
Переход на зимнее время 2026: стало известно, когда украинцы переведут стрелки часов
Comments UA
2026-09-23T08:33:35Z
Забудьте о высоком давлении: 7 советов, которые помогут защитить сердце
Comments UA
2026-10-02T20:18:09Z
Помогают избежать скачков уровня сахара: 6 овощей, которые стоит есть чаще
TSN
2026-10-02T14:36:45Z
Дешевле лосось, но не менее интересна: какую рыбу точно стоит добавить в рацион
Comments UA
2026-10-01T07:00:16Z
Никакого света в конце тоннеля: мужчина после 7 минут остановки сердца описал странные видения
TSN
2026-09-24T21:18:39Z
Украинцам советуют поставить тарелку с содой под кровать: зачем это делать
GlavRed
2026-09-30T16:33:11Z
Женщины с этими именами приносят всем счастье: они добрые, но очень сильные, умные и решительные
TSN
2026-09-28T07:21:03Z
Зачем оставлять разрезанный картофель в ванной на ночь: неожиданный результат
GlavRed
2026-10-02T16:26:37Z
Назвали города мира с лучшими условиями для жизни: в рейтинге пять украинских
Gazeta UA
2026-09-21T07:52:36Z
Что означает маркировка С1 на яйцах: где купить дешевле и как выбрать свежий десяток
Знай
2026-09-26T22:31:43Z
Простояла 500 лет и исчезла за ночь: на Гавайях океан поглотил легендарную арку
TSN
2026-10-02T23:12:17Z
Бронирование билетов онлайн через приложение INFOBUS
Известия Киев
2026-10-02T22:09:03Z
Когда нужно солить отбивные, чтобы они получились нежными и сочными: секрет профессиональных поваров
TSN
2026-09-21T08:18:30Z
Перед холодами проверьте пластиковые окна: одна деталь может изменить все
TSN
2026-09-21T08:54:43Z
Гороскоп на 2 октября: кому ждать денег, а кому — ссор с партнером
Новости Украины
2026-10-01T12:33:02Z
На территории России устроили ядерный взрыв
Gazeta UA
2026-10-02T05:06:03Z
Джиган расстрелял свой персонал в Подмосковье: держал людей в заложниках, дети прятались в шкафу — СМИ
TSN
2026-09-23T07:48:32Z
Небо Волыни: Российский дрон повредил КПП "Ягодин" на границе с Польшей
MY.UA
2026-09-28T16:51:28Z
Прилет в центре Днепра: что атаковал враг
Comments UA
2026-09-28T10:06:24Z
16-летний агент РФ готовил подрыв военного в Хмельницком: задержан СБУ
MY.UA
2026-10-02T22:43:01Z
Приговор за убийство Фарион: полиция не нашла заказчиков после 2 лет расследования
MY.UA
2026-10-02T22:27:38Z
Взрывы в центре Днепра: россияне попали в офисное здание. ВИДЕО
Новости Украины
2026-09-28T09:35:01Z
Россияне ударили по офисному центру в Днепре, есть пострадавшие
Комсомольская правда
2026-09-28T08:53:48Z
Утренний «привет» от Кремля: в Киеве после удара по административному зданию спасли двух человек. ФОТО
Новости Украины
2026-09-28T07:03:29Z
Прекратятся ли выплаты пенсий в Украине: эксперты сделали интересный прогноз
TSN
2026-10-02T14:36:14Z
Держите дома купюры 20, 50 и 100 грн: срочное обращение НБУ к украинцам
Знай
2026-09-28T08:06:40Z
Автоматический перерасчет в октябре: кому из пенсионеров насчитают возрастные доплаты
Comments UA
2026-10-01T09:00:03Z
Это не за газ: в платежках украинцев появился новый обязательный счет, готовьте по 1000 грн
Знай
2026-09-28T08:15:35Z
Американо-украинский инвестиционный фонд заключает первое соглашение по минералам
TSN
2026-10-02T23:06:07Z
Дефицит продуктов не грозит: оптовые склады разрушены, но полки не опустеют
Знай
2026-10-02T22:30:08Z
На 4800 гривен больше: одной категории украинцев пересчитали пенсии
Знай
2026-10-02T18:30:23Z
Один из популярных в Украине продуктов может стать "золотым": экономисты рассказали, на что взлетят цены
TSN
2026-10-01T13:06:18Z
Отключение света: как работают очереди
ZN UA
2026-10-02T22:24:05Z
"Лобода — это Украина": певица шокировала неожиданным заявлением
Фокус
2026-10-02T13:57:10Z
Умерла 13-летняя дочь известного актера: названа причина
Фокус
2026-10-02T08:45:28Z
Клара Катарина позировала в нежном кружевном образе: фото
Gazeta UA
2026-10-02T01:15:22Z
46-летняя Витвицкая стала мамой: первые фото сына и трогательные слова
MY.UA
2026-09-26T17:09:45Z
Андрей Данилко празднует 53-летие: почему "женатый на сцене" Сердючка не создал семью
Знай
2026-10-02T21:36:35Z
Соблазнительный ангел: филиппинская модель устроила фотосессию в нежном образе
Gazeta UA
2026-10-02T21:27:00Z
Не стало звезды Канн и музы Высоцкого: актриса умерла в 88
MY.UA
2026-09-25T07:47:35Z
Известный украинский актер отказался сниматься в кино и удивил причиной
TSN
2026-10-02T14:15:13Z
Еще одна звезда украинского шоу-биза решила покинуть страну
Gazeta UA
2026-09-19T11:09:57Z
Еще страшнее, чем война: в ООН предупредили, что мир оказался на грани новой беды
Знай
2026-09-25T16:46:15Z
Этот трюк с батареями сделает ваш дом втрое теплее: вот что нужно сделать
TSN
2026-09-25T14:06:45Z
На Земле нашли огромную "инопланетную базу": есть ли угроза для человечества
Знай
2026-09-24T07:01:28Z
Столб пепла на 50 км и гибель 1,3 миллиарда человек: чем грозит планете извержение супервулкана Йеллоустон
TSN
2026-09-27T06:06:13Z
Археологи нашли уже около 5200 монет в кладе эпохи викингов
Gazeta UA
2026-10-02T22:33:29Z
Слух: Star Wars Jedi 3 выйдет в 2027 году
GameMag
2026-10-02T21:09:17Z
Ретроградная Венера вернет старые чувства: четыре знака Зодиака окажутся перед выбором
TSN
2026-10-01T15:48:43Z
"Мы сделаем все необходимое для достижения успеха": Глава Xbox Аша Шарма опровергла слухи о продаже игрового бизнеса Microsoft
GameMag
2026-09-30T17:55:22Z
На картине 19 века заметили женщину со смартфоном
Comments UA
2026-09-30T17:45:55Z
Главной мишенью РФ станут 4 города Украины: Зеленский раскрыл планы массированных атак зимой
TSN
2026-10-02T13:51:03Z
Путин начнет самый страшный этап подавления Украины: эксперт ошеломил деталями
Comments UA
2026-10-01T10:12:21Z
Путин озвучил новый дедлайн захвата Донбасса: раскрыта неожиданная цель угроз Кремля
Comments UA
2026-10-02T11:48:57Z
Путин раскрыл карты: кто на самом деле хочет и дальше продолжать войну против Украины
Comments UA
2026-09-25T08:39:37Z
Пентагон создает Управление по вопросам религии: что стоит за реформой Хегсета?
MY.UA
2026-10-02T22:58:25Z
Зеленский объяснил, что стоит по словам Путина о "потере государственности": цель - не Донбасс
TSN
2026-10-02T22:06:50Z
Путин хочет, чтобы киевляне уехали: Зеленский назвал цель ударов по столице
Фокус
2026-10-02T11:45:46Z
Европа панически боится быстрого прекращения войны в Украине: политолог предупредил о страшной "измене"
Comments UA
2026-10-02T09:09:01Z
Украинцев уже готовят к сложному решению в войне: что скрывают заявления нардепов
Comments UA
2026-10-02T18:09:14Z
Величайшая битва в новой истории: под Добропольем украинские воины ежедневно косят сотни оккупантов из четырех армий РФ
Новости Украины
2026-10-02T21:03:00Z
Украину накрывает мощный антициклон, а вместе с ним — ещё более сильные заморозки: синоптики предупредили об опасности
TSN
2026-10-02T18:09:07Z
Москва объявила об окружении: в США ответили, действительно ли Украина в шаге от потери еще одного города
Comments UA
2026-09-23T05:24:35Z
"Бабье лето" отступает: погода в Киеве ухудшится — синоптики предупредили о похолодании
TSN
2026-09-30T05:06:53Z
Устоят ли мосты после целенаправленных ударов России и повлекут ли атаки за коллапс в Киеве
TSN
2026-10-02T22:51:29Z
Отопление начнут включать не для всех: когда ждать тепла в квартирах
Знай
2026-10-02T21:51:25Z
Неожиданный антициклон: украинцев ждут заморозки 3 октября и дожди 9-10 октября
MY.UA
2026-10-02T14:45:13Z
Тайные планы: почему западные посольства готовят эвакуацию из Киева?
MY.UA
2026-10-02T19:53:33Z
Неожиданный план: как Киев готовится к повреждению мостов через Днепр
MY.UA
2026-10-02T19:38:08Z
Дом украинского боксера Усика пострадал от российского обстрела
ZN UA
2026-10-02T14:51:45Z
Лидер сборной Дании в матче против Португалии отпраздновал гол в стиле Роналду
ZN UA
2026-10-02T09:09:33Z
Неожиданная смена: Мальдера шокировал составом сборной Украины на матч против Грузии
MY.UA
2026-09-28T06:50:31Z
"Маникюр довольно быстро перестал быть просто услугой": как украинка Ирина Шемет строит карьеру в nail-индустрии США
Gazeta UA
2026-09-30T19:12:15Z
Полесье лидирует в УПЛ и бросает вызов Шахтеру: Ротань — лучший тренер сентября
Знай
2026-10-02T23:12:13Z
0:3: Украина разгромно проиграла Северной Ирландии в Лиге наций
MY.UA
2026-10-02T20:55:17Z
За телефоны на тренировках Усик наказывает команду бегом до 200 кругов
Знай
2026-09-28T16:36:38Z
Трещины на стекле: как атака РФ изменила жизнь семьи Усиков
MY.UA
2026-10-02T10:23:34Z
Трубин сыграет в воротах сборной Украины против Грузии после 4 сейвов Ризныка
Знай
2026-09-28T07:15:53Z
Наталья Могилевская выбрала Audi Q5: новая эпоха в жизни певицы
MY.UA
2026-10-01T09:17:27Z
Мало кто из водителей знает: что на самом деле означает буква "E" на коробке передач
TSN
2026-09-29T16:09:32Z
Стань заметным: полиция напоминает, как обычный фликер может спасти вашу жизнь на ночной дороге. ВИДЕО
Новости Украины
2026-09-20T19:54:47Z
Ступни видно: Представлена детализированная статуэтка Завтра из Death Stranding 2: On the Beach
GameMag
2026-09-24T21:26:50Z
Штраф до 680 грн за изношенные шины: какой протектор разрешён водителям зимой
Знай
2026-10-02T20:15:43Z
Обнаружен ультраредкий Dodge Hemi Coronet R/T 1970 с пробегом 300 км
Фокус
2026-10-02T09:30:22Z
Subaru пересмотрела комплектацию модели Crosstrek: что изменилось
Фокус
2026-09-21T20:00:39Z
SpaceXAI представила Grok 4.7: модель обошла GPT-6 Astra и бросила вызов Anthropic
ZN UA
2026-09-22T05:30:08Z
Как развивать навыки вождения на Позняках
Новости Украины
2026-09-19T07:18:11Z