當天文學家檢測到第一個長期預測的 2015年引力波，它為宇宙打開了一個全新的窗口。
在此之前，天文學取決於其所有波長中光的觀察。
我們還使用光進行交流，主要是無線電波。我們可以使用嗎？交流？
這個想法令人著迷，儘管超出了我們現在的能力。儘管如此，探索假設的價值仍然很有價值，因為未來的到達方式比我們有時想像的要早。
新的研究研究了該想法以及將來如何應用。它的標題為“引力交流：基本面，最先進和未來願景，“並且可以在Pre-Press網站Arxiv.org上找到。
作者是Houtianfu Wang和Ozgur B. Akan。 Wang和Akan都與英國劍橋大學工程系的所有事物互聯網集團一起。
“重力波可以在巨大距離上保持一致的信號質量，使其適合太陽係以外的任務。”
Houtianfu Wang和Ozgur B. Will。
“引力波的發現為天文學和物理學打開了一個新的觀察窗口，為探索宇宙深度和極端天體物理現象提供了一種獨特的方法。除了其對天文學研究的影響之外，引力波還引起了廣泛的關注，作為新的關注溝通範式，”作者解釋說。
傳統的電磁通信具有明確的缺點和局限性。信號隨著距離而變得較弱，距離限制了範圍。
大氣效應會干擾無線電通信並擴散並扭曲它們。也有視線限制，太陽天氣和空間活動也會干擾。
有希望的事情溝通（GWC）是它可以克服這些挑戰。
GWC在極端環境中非常健壯，並且在極遠的距離內會失去最小的能量。它還克服了困擾電磁通信（EMC）的問題，例如擴散，失真和反射。
還有一種有趣的可能性是利用自然創建的GW，這意味著減少創建它們所需的能量。
作者指出：“引力交流，也稱為引力波通信，具有克服傳統電磁通信的局限性的希望，從而在極端環境和巨大的距離上實現了強大的傳播。”
為了推進技術，研究人員需要在實驗室中創建人工引力波（GWS）。這是GW研究的主要目標之一。 GWS極為弱，只有迅速移動的大量才能產生它們。
即使是我們發現的GWS，也來自合併超大型（SMBHS）可以擁有數十億個太陽能，僅產生微小的效果，需要非常敏感的樂器 Ligo 檢測。
產生足夠強的GW是必要的第一步。
作者寫道：“引力波的產生對於推進引力交流至關重要，但它仍然是當代技術發展中最重要的挑戰之一。”
“研究人員探索了實現這一目標的各種創新方法，包括機械共振和旋轉設備， 超導材料，粒子束碰撞以及涉及高功率激光器和電磁場的技術。”
GWC背後有很多理論工作，但實際上工作較少。紙張指出，應採取什麼方向研究來彌合兩者之間的差距。
顯然，沒有辦法重現像合併實驗室。但令人驚訝的是，研究人員早在我們發現GWS之前就一直在考慮這個問題。
最早的嘗試之一是旋轉質量。但是，無法實現創建GW所需的旋轉速度，部分原因是材料不夠強。涉及的其他嘗試和建議 壓電晶體，超流體，粒子梁，甚至是大功率激光器。
這些嘗試的問題是，儘管物理學家了解其背後的理論，但他們還沒有正確的材料。科學家認為，一些嘗試產生了GW，但它們不足以被發現。
作者解釋說：“在實驗室條件下，通常由較小的質量或尺度產生的高頻引力波是可行的。但是由於它們的幅度低，並且與當前的檢測器敏感性的不匹配，它們仍然無法檢測到。”
需要更高級的檢測技術或某種將生成的GW與現有檢測功能保持一致的方法。現有技術旨在檢測天體物理事件的GW。
作者解釋說：“研究應著重於設計能夠在更廣泛的頻率和振幅範圍內運行的檢測器。”
儘管GWS避免了EM通信面臨的一些問題，但它們並非沒有問題。由於它們可以走很遠的距離，因此GWC面臨著衰減，相失真和極化的問題，而極化從與密集物質，宇宙結構，磁場和星際物質等事物的相互作用轉變。
這些不僅可以降低信號的質量，而且可以使解碼複雜化。
還需要考慮獨特的噪聲源，包括熱重力噪聲，背景輻射和重疊的GW信號。
作者寫道：“開發全面的渠道模型對於確保在這些環境中可靠有效的檢測至關重要。”
為了曾經使用GWS，我們還需要弄清楚如何調節它們。信號調製對於通信至關重要。查看任何汽車收音機，您會看到“ AM”和“ FM”。 AM代表“振幅調製”，FM代表“頻率調製”。我們如何調整GW並將其轉變為有意義的信息？
“最近的研究探索了各種方法，包括基於天體物理現象的振幅調製（AM），暗物質誘導的頻率調製（FM）， 超導材料操縱以及基於非贊成度的理論方法，”作者寫道。
這些中的每一個都有承諾以及被障礙所窒息。
例如，我們可以理論化使用調節GW信號，但我們甚至都不知道什麼是暗物質。
涉及頻率調製 超輕標量暗物質 （ULDM）取決於對暗物質特性和分佈的不確定假設，”作者寫道，解決房間中的大象。
GWC似乎已經遙不可及，但是這有很大的希望，科學家不願放棄它。在深空通信中，宇宙現象的遠距離和乾擾陷入困境。 GWC為這些障礙提供了解決方案。
長距離交流的更好方法對於探索深空至關重要，而GWC正是我們所需要的。作者寫道：“引力波可以在巨大的距離上保持一致的信號質量，使其適合太陽係以外的任務。”
實用的引力波交流還有很長的路要走。但是，曾經只有理論上的是逐漸轉移到實用性的。
王和阿坎在結論中寫道：“作為具有巨大潛力的邊境研究方向，引力交流正在逐漸從理論探索轉變為實際應用。”這將取決於辛勤工作和未來的突破。
這對研究人員知道，需要做出很多艱苦的工作才能提出這個想法。他們的論文非常詳盡且全面，他們希望這將成為這項工作的催化劑。
他們總結說：“儘管完全實用的引力波交流系統仍然不可行，但我們旨在利用這項調查來突出其潛力並刺激進一步的研究和創新，尤其是對於太空通信方案。”
本文最初由今天的宇宙。閱讀原始文章。
