Matemáticos han confirmado la posibilidad de transferir datos por el espacio sin distorsiones mediante ondas gravitacionales, concretamente mediante ondas de no metricidad.
Expertos de la Universidad RUDN, de Rusia, analizaron las propiedades de las ondas gravitacionales en un espacio afín-métrico generalizado --una construcción algebraica que opera sobre las nociones de un vector y un punto-- de manera similar a las propiedades de las ondas electromagnéticas en el espacio-tiempo de Minkowski.
Los autores creen que su descubrimiento podría llevar a un nuevo medio de transferencia de datos en el espacio, por ejemplo, entre estaciones espaciales. Los resultados se publican en Classical and Quantum Gravity.
Las ondas gravitacionales son ondas de curvatura en el espacio-tiempo que, según Relatividad General, están completamente determinadas por el espacio-tiempo. Actualmente, hay razones para considerar el espacio-tiempo como una estructura más compleja con características geométricas adicionales como la torsión y la no metricidad.
En este caso, geométricamente hablando, el espacio-tiempo se convierte de un espacio riemanniano previsto por la Relatividad General (GR) en un espacio afín generalizado-métrico, señala el estudio. Las respectivas ecuaciones de campo gravitacional que generalizan las ecuaciones de Einstein muestran que la torsión y la no metricidad también pueden propagarse en forma de ondas, en particular, ondas planas a una gran distancia de las fuentes de onda.
Para describir las ondas gravitacionales, los investigadores de RUDN utilizaron la abstracción matemática: un espacio afín, es decir, un espacio vectorial habitual pero sin un origen de coordenadas.
Demostraron que, en una representación matemática de las ondas gravitacionales, hay funciones que permanecen invariables en el proceso de distribución de ondas. Es posible configurar una función arbitraria para codificar cualquier información de la misma manera que las ondas electromagnéticas transfieren una señal de radio.
Si los científicos pueden desarrollar un método para incorporar estas construcciones en una fuente de onda, podrían alcanzar cualquier punto en el espacio sin cambios. Por lo tanto, las ondas gravitacionales podrían utilizarse para la transferencia de datos.
El estudio constó de tres etapas. Primero, los matemáticos de RUDN calcularon la derivada de Lie, una función que une las propiedades de los cuerpos en dos espacios diferentes: un espacio afín y un espacio Minkowski. Les permitió pasar de la descripción de ondas en el espacio real a su interpretación matemática.
En la segunda etapa, los investigadores determinaron cinco funciones arbitrarias del tiempo, es decir, las construcciones que no cambian en el proceso de distribución de una onda. Con su ayuda, las características de una onda se pueden establecer en una fuente, codificando así cualquier información. En otro punto en el espacio, esta información puede ser decodificada, proporcionando la posibilidad de transferencia de información.
En la tercera etapa, los investigadores demostraron el teorema de la estructura de la no metricidad del plano en ondas gravitacionales. Resultó que a partir de cuatro dimensiones de una onda (tres espaciales y una dimensión de tiempo), tres se pueden usar para codificar una señal informativa usando solo una función, y en la cuarta dimensión con el uso de dos funciones.
"Descubrimos que las ondas de no metricidad pueden transmitir datos de manera similar a las ondas de curvatura descubiertas recientemente, porque su descripción contiene funciones arbitrarias de tiempo de retardo que pueden codificarse en la fuente de dichas ondas (en una analogía perfecta con las ondas electromagnéticas)", dice Nina V. Markova, coautora del trabajo.
