Il s'est avéré qu'il existe la possibilité de transmettre des informations à l'aide d'ondes de non métrique et de les transférer spatialement sans distorsions. Crédit :Allen Dressen
Les mathématiciens de RUDN ont analysé les propriétés des ondes gravitationnelles dans un espace affine-métrique généralisé (une construction algébrique fonctionnant sur les notions de vecteur et de point) de manière similaire aux propriétés des ondes électromagnétiques dans l'espace-temps de Minkowski. Ils rapportent la possibilité de transmettre des informations à l'aide d'ondes de non métrique et de les transférer spatialement sans distorsions. La découverte pourrait conduire à un nouveau moyen de transfert de données dans l'espace, par exemple., entre les stations spatiales. Leurs résultats sont publiés dans Gravité classique et quantique .
Les ondes gravitationnelles sont des ondes de courbure dans l'espace-temps, lequel, selon la Relativité Générale, sont complètement déterminés par l'espace-temps lui-même. Actuellement, il y a des raisons de considérer l'espace-temps comme une structure plus complexe avec des caractéristiques géométriques supplémentaires telles que la torsion et la non métrique. Dans ce cas, géométriquement parlant, l'espace-temps passe d'un espace riemannien envisagé par la Relativité Générale (GR) à un espace affine-métrique généralisé. Les équations respectives du champ gravitationnel qui généralisent les équations d'Einstein montrent que la torsion et la non métrique peuvent également se propager sous forme d'ondes, en particulier, ondes planes à grande distance des sources d'ondes.
Pour décrire les ondes gravitationnelles, Les chercheurs de RUDN ont utilisé l'abstraction mathématique - un espace affine, c'est à dire., un espace vectoriel habituel mais sans origine de coordonnées. Ils ont prouvé que dans une telle représentation mathématique des ondes gravitationnelles, il y a des fonctions qui restent invariables dans le processus de distribution des ondes. Il est possible de définir une fonction arbitraire pour coder toute information à peu près de la même manière que les ondes électromagnétiques transfèrent un signal radio.
Si les scientifiques peuvent développer une méthode pour incorporer ces constructions dans une source d'ondes, ils pouvaient atteindre n'importe quel point de l'espace sans changement. Ainsi, les ondes gravitationnelles pourraient être utilisées pour le transfert de données. L'étude comportait trois étapes. D'abord, Les mathématiciens de RUDN ont calculé la dérivée de Lie, une fonction qui lie les propriétés des corps dans deux espaces différents :un espace affine et un espace de Minkowski. Elle leur a permis de passer de la description des ondes dans l'espace réel à leur interprétation mathématique.
Au deuxième stade, les chercheurs ont déterminé cinq fonctions arbitraires du temps, c'est à dire., les constructions qui ne changent pas en cours de distribution d'une onde. Avec leur aide, les caractéristiques d'une onde peuvent être fixées dans une source, codant ainsi toute information. En un autre point de l'espace, ces informations peuvent être décodées, offrant la possibilité de transfert d'informations. Dans la troisième étape, les chercheurs ont prouvé le théorème de la structure de la non-métricité plane dans les ondes gravitationnelles. Il s'est avéré qu'à partir de quatre dimensions d'une onde (trois dimensions spatiales et une dimension temporelle), trois peuvent être utilisés pour coder un signal d'information en utilisant une seule fonction, et dans la quatrième dimension avec l'utilisation de deux fonctions.
"Nous avons découvert que les ondes de non-métricité sont capables de transmettre des données de la même manière que les ondes de courbure récemment découvertes, parce que leur description contient des fonctions arbitraires de temps retardé qui peuvent être encodées dans la source de telles ondes (en parfaite analogie avec les ondes électromagnétiques), " dit Nina V. Markova, un co-auteur de l'ouvrage, candidat en sciences physiques et mathématiques, professeur assistant de C.M. Institut mathématique Nikolsky, et un membre du personnel de RUDN.