Matemáticos de RUDN confirmaron la posibilidad de transferencia de datos a través de ondas gravitacionales

Resultó que existe la posibilidad de transmitir información con la ayuda de ondas de no metricidad y transferirla espacialmente sin distorsiones. Crédito: Allen Dressen

Matemáticos de RUDN descubrieron la posibilidad de transmitir información con la ayuda de ondas de no metricidad y transferirla espacialmente sin distorsiones 

Los matemáticos de RUDN analizaron las propiedades de las ondas gravitacionales en un espacio afín-métrico generalizado (una construcción algebraica que opera las nociones de un vector y un punto) de manera similar a las propiedades de las ondas electromagnéticas en el espacio-tiempo de Minkowski. Resultó que existe la posibilidad de transmitir información con la ayuda de ondas de no metricidad y transferirla espacialmente sin distorsiones. El descubrimiento puede ayudar a los científicos a dominar nuevos medios de transferencia de datos en el espacio, por ejemplo, entre estaciones espaciales. El artículo de los científicos fue publicado en la revista Classical and Quantum Gravity. 

Las ondas gravitacionales recientemente descubiertas son ondas de curvatura del espacio-tiempo, que de acuerdo con la teoría de la relatividad general de Einstein están completamente determinadas por el espacio-tiempo en sí. Sin embargo, actualmente hay razones para considerar el espacio-tiempo como una estructura más compleja con características geométricas adicionales como la torsión y la no metricidad. En este caso, geométricamente hablando, el espacio-tiempo se convierte de un espacio riemanniano previsto por la Relatividad General (GR) en un espacio afín-métrico generalizado. Las respectivas ecuaciones de campo gravitacional que generalizan las ecuaciones de Einstein muestran que la torsión y la no metricidad también se pueden propagar en forma de ondas (en particular, ondas planas a gran distancia de las fuentes de onda). 

Para describir las ondas gravitacionales, los investigadores de RUDN utilizaron la abstracción matemática: un espacio afín, es decir, un espacio vectorial habitual, pero sin un origen de coordenadas. Se demostró que en tal representación matemática de ondas gravitacionales hay funciones que permanecen invariables en el proceso de distribución de una onda. Es posible configurar una función arbitraria para que codifique cualquier información, aproximadamente de la misma manera que las ondas electromagnéticas transfieren una señal de radio. Significa que, si se encuentra una manera de establecer estas construcciones en una fuente de onda, se alcanzarán cualquier punto del espacio sin cambios. Por lo tanto, las ondas gravitacionales podrían utilizarse para la transferencia de datos. El estudio constó de tres etapas. En la primera, los matemáticos de RUDN calcularon la derivada de Lie: una función que une las propiedades de los cuerpos en dos espacios diferentes: un espacio afín y un espacio minkowski. Les permitió pasar de la descripción de las ondas en el espacio real a su interpretación matemática. En la segunda etapa, los investigadores determinaron cinco funciones arbitrarias del tiempo, es decir, las construcciones que no están cambiando en el proceso de distribución de una onda. Con su ayuda, las características de una ola se pueden establecer en una fuente, codificando así cualquier información. En otro punto del espacio esta información puede ser descodificada. Estos dos fenómenos también ofrecen posibilidad de transferencia de información. Por fin, en la tercera etapa, los investigadores demostraron el teorema sobre la estructura de las ondas gravitacionales planas no métricas. Resultó que a partir de las cuatro dimensiones de una onda (tres espaciales y una dimensión de tiempo), se pueden usar tres para codificar una señal informativa utilizando solo una función, 

"Descubrimos que las ondas de este tipo (ondas de no metricidad) pueden transmitir datos, de manera similar a las ondas de curvatura descubiertas recientemente, porque su descripción contiene funciones arbitrarias de tiempo retardado que se pueden codificar en la fuente de dichas ondas (de una manera perfecta). "analogía a las ondas electromagnéticas). Con esta circunstancia, se relaciona con la posibilidad de nuestra investigación, que sin embargo se puede realizar solo si la no métrica se abrirá como fenómeno físico, y no solo como generalización matemática de la teoría de la relatividad de Einstein", dice Nina V Markova, coautor del trabajo, candidato de ciencias físicas y matemáticas, profesor asistente del Instituto de Matemáticas CM Nikolsky y miembro del personal de RUDN. 

Fuente: Universidad RUDN,