Em 11 de fevereiro de 2016, os cientistas do Observatório de Ondas Gravitacionais com Interferômetro a Laser (LIGO) fizeram história quando anunciaram a primeira detecção de ondas gravitacionais. Originalmente previstas pela teoria da relatividade geral de Einstein, um século antes, essas ondas são essencialmente ondulações no espaço-tempo, formadas por grandes eventos astronômicos - como a fusão de um par binário de buraco negro.
Essa descoberta não apenas abriu um novo e empolgante campo de pesquisa, mas também abriu as portas para muitas possibilidades intrigantes. Uma dessas possibilidades, segundo um novo estudo de uma equipe de cientistas russos, é que ondas gravitacionais possam ser usadas para transmitir informações. Da mesma maneira que as ondas eletromagnéticas são usadas para se comunicar via antenas e satélites, o futuro das comunicações pode ser baseado na gravidade.
O estudo, que apareceu recentemente na revista científica Gravidade clássica e quântica, foi liderada por Olga Babourova, professora da Universidade Estadual Pedagógica de Moscou (MPSU), e incluiu membros da Universidade Técnica Estadual de Construção de Automóveis e Estradas de Moscou (MADI) e da Universidade da Amizade dos Povos da Rússia (RUDN).
Para o estudo, a equipe realizou um estudo em três etapas para determinar se os GWs poderiam ser codificados e usados para transmitir informações. No primeiro estágio, eles analisaram as propriedades dos GWs em um espaço afim-métrico generalizado (uma construção algébrica tridimensional que é independente de vetores ou pontos de origem). É semelhante à maneira como as propriedades das ondas eletromagnéticas (e da Relatividade Geral) são avaliadas usando o coletor quadridimensional conhecido como espaço-tempo de Minowski.
Isso permitiu que a equipe passasse da interpretação matemática dos GWs para a descrição no espaço real. No segundo estágio, os pesquisadores procuraram determinar se várias funções do tempo mudariam ou não no processo de distribuição da onda. O que eles descobriram foi que as características de uma onda podiam ser definidas na fonte e decodificadas inalteradas em uma segunda fonte.
Na terceira etapa, os pesquisadores testaram para ver se sua estrutura não métrica de ondas gravitacionais poderia ser usada para codificar um sinal de informação. A partir disso, eles determinaram que das quatro dimensões de uma onda (três dimensões espaciais e uma dimensão temporal), três poderiam ser usadas para codificar um sinal de informação usando apenas uma função, enquanto a quarta poderia ser codificada usando duas funções.
Como Nina V. Markova - professora assistente no CM. Nikolsky Mathematics Institute, um membro da equipe da RUDN e co-autor do estudo - resumido em um recente comunicado de imprensa da RUDN:
"Descobrimos que ondas de não-metricidade são capazes de transmitir dados de maneira semelhante às ondas de curvatura descobertas recentemente, porque sua descrição contém funções arbitrárias de tempo atrasado que podem ser codificadas na fonte de tais ondas (em uma analogia perfeita às ondas eletromagnéticas)".
No geral, a equipe demonstrou que, com base em sua representação matemática, existem funções com ondas gravitacionais que permanecem invariáveis no processo de distribuição de ondas. O que isso significa é que seria possível codificar informações nessas ondas da mesma forma que usamos ondas eletromagnéticas para transferir informações codificadas por sinais de rádio por mais de um século.
Portanto, se os cientistas puderem desenvolver um método para incorporar informações em uma fonte de ondas gravitacionais, eles poderão comunicá-las a qualquer ponto do espaço sem alterações. Isso teria implicações tremendas para as comunicações no espaço, onde satélites e futuras estações espaciais poderiam transmitir informações usando sinais de ondas de rádio, ópticas e / ou gravitacionais.
Mais uma emocionante oportunidade para o futuro da exploração espacial. E tudo isso foi possível graças a um campo de pesquisa científica que cresceu exponencialmente em apenas alguns anos.
