Podemos usar ondas gravitacionais para comunicação espacial? Os cientistas estão explorando: WebCuriosos

Obviamente, não há como recriar um evento tão incrível quanto uma fusão de buracos negros em um laboratório. Mas, surpreendentemente, os pesquisadores estão considerando o problema já em 1960, muito antes de detectarmos o GWS.

Uma das primeiras tentativas envolveu massas rotativas. No entanto, a velocidade de rotação necessária para criar GWs era impossível de alcançar, em parte porque os materiais não eram fortes o suficiente. Outras tentativas e propostas envolvidas Cristais piezoelétricosSuperfluids, vigas de partículas e até lasers de alta potência.

O problema com essas tentativas é que, embora os físicos entendam a teoria por trás deles, eles ainda não têm os materiais certos. Algumas tentativas geraram GWs, os cientistas pensam, mas não são fortes o suficiente para serem detectáveis.

“Ondas gravitacionais de alta frequência, geralmente geradas por massas ou escalas menores, são viáveis ​​para a produção artificial em condições de laboratório. Mas elas permanecem indetectáveis ​​devido a suas baixas amplitudes e à incompatibilidade com as sensibilidades do detector atual”, explicam os autores.

São necessárias tecnologias de detecção mais avançadas ou algum método para alinhar GWs gerados com os recursos de detecção existentes. As tecnologias existentes visam detectar GWs de eventos astrofísicos.

Os autores explicam que “a pesquisa deve se concentrar no projeto de detectores capazes de operar em faixas mais amplas de frequência e amplitude”.

Enquanto os GWs evitam alguns dos problemas que as comunicações enfrentam, elas não têm problemas. Como eles podem percorrer grandes distâncias, o GWC enfrenta problemas com atenuação, distorção de fases e polarização muda de interagir com coisas como matéria densa, estruturas cósmicas, campos magnéticos e matéria interestelar.

Eles não podem apenas degradar a qualidade do sinal, mas também podem complicar a decodificação.

Também existem fontes de ruído exclusivas a serem consideradas, incluindo ruído gravitacional térmico, radiação de fundo e sinais GW sobrepostos.

“O desenvolvimento de modelos abrangentes de canais é essencial para garantir uma detecção confiável e eficiente nesses ambientes”, escrevem os autores.

Para fazer uso de GWs, também precisamos descobrir como modulá -los. A modulação do sinal é fundamental para as comunicações. Olhe para qualquer rádio do carro e você vê “Am” e “FM”. AM significa “modulação de amplitude” e FM significa “modulação de frequência”. Como poderíamos modular o GWS e transformá -los em informações significativas?

“Estudos recentes exploraram diversos métodos, incluindo modulação de amplitude baseada em fenômenos astrofísicos (AM), modulação de frequência induzida por matéria escura (FM), Manipulação de material supercondutore abordagens teóricas baseadas em não métricas, “os autores escrevem.

Cada um deles é promissor, além de ser sufocado com obstáculos.

Por exemplo, podemos teorizar sobre o uso da matéria escura para modular sinais GW, mas nem sabemos o que é a matéria escura.

“Modulação de frequência envolvendo Matéria escura escalar ultraleve (ULDM) depende de suposições incertas sobre as propriedades e distribuição da matéria escura, “os autores escrevem, abordando um elefante na sala.

Pode parecer que a GWC está fora de alcance, mas promete tanta promessa que os cientistas não estão dispostos a abandoná -lo. Nas comunicações do Deep Space, a comunicação em EM é prejudicada pelas vastas distâncias e interferência dos fenômenos cósmicos. A GWC oferece soluções para esses obstáculos.

Um método melhor para se comunicar por longas distâncias é fundamental para explorar o espaço profundo, e o GWC é exatamente o que precisamos. “Ondas gravitacionais podem manter a qualidade consistente do sinal em distâncias imensas, tornando -as adequadas para missões além do sistema solar”, escrevem os autores.

A comunicação prática das ondas gravitacionais está muito longe. No entanto, o que antes era apenas teórico está gradualmente mudando para o prático.

“A comunicação gravitacional, como uma direção de pesquisa de fronteira com potencial significativo, está gradualmente se movendo da exploração teórica para a aplicação prática”, escrevem Wang e Akan em sua conclusão. Isso dependerá do trabalho duro e do futuro avanço.

O par de pesquisadores sabem que é necessário muito trabalho para avançar a idéia. O artigo deles é profundamente detalhado e abrangente, e eles esperam que seja um catalisador para esse trabalho.

“Embora um sistema de comunicação de ondas gravitacionais totalmente prático permaneça inviável, pretendemos usar esta pesquisa para destacar seu potencial e estimular pesquisas e inovação adicionais, especialmente para cenários de comunicação espacial”, concluem eles.