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太空数据传输新观点,研究:用重力波传输数据理论上可行

2024-11-24 208

俄罗斯人民友谊大学(RUDN)数学家近日针对重力波的研究,证实了在宇宙空间运用重力波传输数据的可能性,透过持续不断的研究,未来或许能创造出新的数据传输方式,并应用于卫星或国际空间站之间的数据传输。

研究团队在广义的仿射─赋距空间(affine-metric space)中,分析了重力波性质,结果发现重力波的特性类似闵考斯基时空(Minkowski space-time)的电磁波,也就是说在非中心波(nonmetricity waves)的帮助下,数据能在空间中传输而不会遭扭曲。

广义相对论中,重力波是时空中的涟漪,与物质之间的交互作用非常微弱,几乎完全由时空本身决定。近年研究有许多理由将时空视为一种更复杂的结构,具额外的几何特征,如扭力和非公制(nonmetricity)。

在这种情况下,从几何学来解释,时空会从广义相对论(GR)假设的黎曼空间转变为广义的赋距空间(metric space),推导扭转和非公制也可以波的形式传播,特别是距离波源很远的平面波。

为了描述重力波,RUDN 研究人员使用仿射空间(affine space),证明在重力波的数学表示中,有一些函数在重力波的分布里保持不变。因此可能可用电磁波传输无线电信号类似的方式,在重力波中编码任何讯息。

如果科学家能开发出一种方法,将这些结构纳入重力波来源,那它们将可在没有变化的情况下到达太空的任何一点。也就是说,科学家可设法运用重力波进行数据传输。

尽管还有许多努力待进行,但如果真能使用重力波传输数据,对太空数据传输效率将有大幅帮助。研究结果已发表在《Classical and Quantum Gravity》期刊。

  • Mathematicians confirm the possibility of data transfer via gravitational waves

(首图来源:Flickr/NASA Goddard Space Flight Center CC BY 2.0)

2019-03-12 04:31:00

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