حلل رياضيون من جامعة RUDN خصائص موجات الجاذبية في فضاء أفيني-متري (عمليات جبرية يمكن العمل فيها بالمتجهات والنقاط) كما تُحلَّل عادة خصائص الموجات الكهرومغناطيسية في فضاء منكوفسكي.
وصرحوا عن احتمالية نقل البيانات بمساعدة موجات غير مترية ونقلها مكانيًّا دون أي تشويشات، قد يؤدي هذا الاكتشاف إلى وسائل جديدة لنقل البيانات في الفضاء، مثلًا: بين المحطات الفضائية.
ونشر الباحثون نتائج تجربتهم في Classical and Quantum Gravity.
موجات الجاذبية هي موجات انحناء في الزمكان، والتي بحسب النظرية النسبية العامة، يحددها الزمكان بنفسه.
حاليًا، هناك أسباب للتفكير بالزمكان كبنية أكثر تعقيدًا بخصائص هندسية إضافية مثل الالتواء واللامترية.
في هذه الحالة، بمصطلحات هندسية، يتحول الزمكان من الفضاء الريماني (حسب النسبية العامة) إلى الفضاء الأفيني متري العام.
تُظهر معادلات حقول الجاذبية (التي تُعبِّر عن معادلات آينشتاين) أن الانحناء واللامترية يمكنهما أن ينتشرا أيضًا على شكل موجات، وتحديدًا موجات مستوية، على مسافة بعيدة من مصدر الموجات.
استخدم الباحثون في جامعة RUDN التجريد الرياضي في الفضاء الأفيني لوصف موجات الجاذبية، على سبيل المثال، فضاء شعاعي ولكن دون مرجعية للإحداثيات.
أثبت الباحثون أنه في ظل استخدام هذا التمثيل الرياضي، تظل هناك دالات ثابتة ولا تتغير قيمتها في توزع الموجة.
وأنه يمكن اعتباطيًا وضع دالة لفك تشفير أي معلومات بطريقة مشابهة تقريبًا لما يحدث عندما ترسل الموجات الكهرومغناطيسية إشارة راديوية.
إن استطاع العلماء تطوير طريقة لوضع هذه البنى في موجة مصدر، يمكنهم الوصول إلى أي نقطة بالفضاء دون تغيير في الإشارة.
ولهذا، يمكن استخدام موجات الجاذبية لنقل البيانات، تشكلت الدراسة من ثلاث مراحل: الأولى، حَسَبَ الرياضيون مشتق لي Lie derivative (دالة تربط خصائص الأجسام في فضائين مختلفين: فضاء أفيني وفضاء منكوفسكي). سمحت لهم هذه الدالة بالانتقال من تمثيل الموجات بالفضاء الحقيقي إلى تفسيرهم الرياضي.
في المرحلة الثانية، وضع الباحثون اعتباطيًا خمس دالات للوقت (لا تتغير أثناء توزيع الموجة)، ساعدت هذه الدالات على وضع موجة في مصدر؛ وبهذا يمكن تشفير أي معلومات.
وفي نقطة ما في الفضاء، يمكن فك تشفير هذه المعلومات، معطية القدرة على نقل البيانات.
وفي المرحلة الثالثة، أثبت الباحثون النظرية اللامترية المستوية في موجات الجاذبية، اتضح أنه، من أربعة أبعاد لموجة ما -ثلاثة أبعاد بالفضاء وبعد بالزمن- يمكن استخدام ثلاثة منها لتشفير إشارة معلومات بالاستعانة بدالة واحدة فقط، يمكن استخدام البعد الرابع للتشفير بالاستعانة بدالتين.
«وجدنا أن الموجات اللامترية يمكنها أن تنقل البيانات كما تفعل الموجات المنحنية المكتشفة من وقت قريب، لأن وصفهم يشمل دالات زمنية اعتباطية يمكن تشفيرها بمصدر الموجات (في تشابه تام للموجات الكهرومغناطيسية)».
تقول نينا في ماركوفا- Nina V. Markova، المؤلفة المشاركة في العمل، ومرشحة في العلوم الفيزيائية والرياضية، وأستاذ مساعد في معهد سي أم نيكولسكي للرياضيات-C.M. Nikolsky Mathematical Institute، وموظفة لدى جامعة RUDN.
- ترجمة: عبد الرحمن الصباغ
- تدقيق: براءة ذويب
- تحرير: تسنيم المنجّد
- المصدر
