El 11 de febrero de 2016, los científicos del Observatorio de ondas gravitacionales del interferómetro láser (LIGO) hicieron historia cuando anunciaron la primera detección de ondas gravitacionales. Originalmente previsto por la Teoría de la relatividad general de Einstein un siglo antes, estas ondas son esencialmente ondas en el espacio-tiempo formadas por grandes eventos astronómicos, como la fusión de un par de agujeros negros binarios.
Este descubrimiento no solo abrió un nuevo y emocionante campo de investigación, sino que también abrió la puerta a muchas posibilidades interesantes. Una de esas posibilidades, según un nuevo estudio realizado por un equipo de científicos rusos, es que las ondas gravitacionales podrían usarse para transmitir información. De la misma manera que las ondas electromagnéticas se utilizan para comunicarse a través de antenas y satélites, el futuro de las comunicaciones podría basarse gravitacionalmente.
El estudio, que apareció recientemente en la revista científica. Gravedad Clásica y Cuántica, fue dirigida por Olga Babourova, profesora de la Universidad Estatal Pedagógica de Moscú (MPSU) e incluyó miembros de la Universidad Técnica Estatal de Automóviles y Construcción de Carreteras de Moscú (MADI) y la Universidad de la Amistad de los Pueblos de Rusia (RUDN).
Por el bien de su estudio, el equipo realizó un estudio de tres etapas para determinar si los GW podrían codificarse y usarse para transmitir información. En la primera etapa, analizaron las propiedades de los GW en un espacio afín métrico generalizado (una construcción algebraica tridimensional que es independiente de los vectores o puntos de origen). Esto es similar a cómo se evalúan las propiedades de las ondas electromagnéticas (y la relatividad general) utilizando el múltiple de cuatro dimensiones conocido como espacio-tiempo de Minowski.
Esto permitió al equipo pasar de su interpretación matemática de GW a su descripción en el espacio real. En la segunda etapa, los investigadores buscaron determinar si varias funciones del tiempo cambiarían o no en el proceso de distribución de la onda. Lo que encontraron fue que las características de una onda podían establecerse en la fuente y luego descodificarse sin cambios en una segunda fuente.
En la tercera etapa, los investigadores probaron para ver si su estructura no métrica de ondas gravitacionales podría usarse para codificar una señal de información. A partir de esto, determinaron que de las cuatro dimensiones de una onda (tres dimensiones espaciales y una dimensión de tiempo), tres podrían usarse para codificar una señal de información usando solo una función, mientras que la cuarta podría codificarse usando dos funciones.
Como Nina V. Markova, profesora asistente en el C.M. Nikolsky Mathematical Institute, miembro del personal de RUDN y coautor del estudio, resumido en un reciente comunicado de prensa de RUDN:
"Descubrimos que las ondas no métricas son capaces de transmitir datos de manera similar a las ondas de curvatura descubiertas recientemente, porque su descripción contiene funciones arbitrarias de tiempo retardado que pueden codificarse en la fuente de tales ondas (en una analogía perfecta con las ondas electromagnéticas)".
En general, el equipo demostró que, en función de su representación matemática, existen funciones con ondas gravitacionales que permanecen invariables en el proceso de distribución de ondas. Lo que esto significa es que podría ser posible codificar información en estas ondas de la misma manera que hemos estado utilizando ondas electromagnéticas para transferir información codificada a través de señales de radio durante más de un siglo.
Entonces, si los científicos pueden desarrollar un método para incorporar información en una fuente de ondas gravitacionales, podrían comunicarla a cualquier punto del espacio sin cambios. Esto tendría enormes implicaciones para las comunicaciones en el espacio, donde los satélites y las futuras estaciones espaciales podrían transmitir información mediante señales de ondas de radio, ópticas y / o gravitacionales.
Otra oportunidad emocionante para el futuro de la exploración espacial. Y todo fue posible gracias a un campo de investigación científica que ha crecido exponencialmente en solo unos años.
