这幅示意图展示了两个超大质量黑洞的合并过程，以及它们在螺旋接近时向外辐射的引力波涟漪。（图片来源：LIGO/T. Pyle）
引力波通信的可能性
当2015年天文学家首次探测到理论预言已久的引力波时，这为人类开启了一扇探索宇宙的全新窗口。在此之前，天文学研究完全依赖于各类电磁波谱的观测。
电磁波同样是我们日常通信的主要载体，其中以无线电波应用最广。那么，引力波是否可能成为新型通信媒介？
这一构想虽极具吸引力，但已远超当前技术实现能力。尽管如此，进行此类假设性研究仍具科学价值——毕竟，未来的到来往往比我们预期的更快。
最新研究探讨了这一设想的理论基础及未来应用前景。相关论文《引力通信：基本原理、技术前沿与未来展望》已发表于预印本平台arXiv.org（开放获取学术论文存储库），作者为剑桥大学工程系"万物互联研究组"的王厚天富（Houtianfu Wang）与奥兹古尔·B·阿坎（Ozgur B. Akan）。
"引力波能在浩瀚星际距离中保持稳定的信号质量，使其成为超越太阳系任务的理想载体。"
——王厚天富 & 奥兹古尔·B·阿坎
研究团队在论文中阐释："引力波的发现为天文学与物理学开辟了全新观测维度，为探索宇宙深空与极端天体物理现象提供了独特手段。除推动天文研究外，其作为新型通信范式的潜力亦引发广泛关注。"
现有电磁通信存在固有缺陷：信号强度随距离衰减限制覆盖范围；大气扰动导致无线电波散射失真；存在视线传播限制；太阳活动与空间环境干扰显著。
引力波通信（GWC）展现出突破这些瓶颈的潜力：在极端环境下保持稳定性，超远距离传输能量损耗极低，可规避电磁通信（EMC）的散射、畸变与反射问题。更有趣的是，利用自然产生的引力波可大幅降低人工生成所需能量。
作者强调："引力通信（即引力波通信）有望突破传统电磁通信的物理限制，实现极端环境与广袤星域间的可靠信息传输。"
引力波艺术概念图（图片来源：NASA）
实现该技术的关键在于实验室生成人工引力波（GWs）——这正是当前引力波研究的核心目标。由于引力波强度极弱，仅巨大质量体高速运动方可产生。即便源自数十亿倍太阳质量的超大质量黑洞（SMBHs）合并事件，其引发的时空涟漪仍需LIGO等超高灵敏度设备方能捕捉。
生成具备可探测强度的引力波是实现该技术的首要前提。
研究人员指出："人工引力波生成是推动引力通信发展的基石，亦是当代技术攻坚的首要挑战。学界已探索多种创新路径，包括机械共振装置、旋转装置、超导材料、粒子束对撞，以及高能激光与电磁场调控技术。"
尽管引力波通信已积累丰富理论成果，工程实践仍处起步阶段。论文系统梳理了弥合理论与应用鸿沟所需的关键研究方向。
值得注意的是，虽然实验室无法复现黑洞合并级别的引力波事件，但早至1960年（远在引力波被实际探测之前），科学家便已开始思考人工生成引力波的可能性。
OzGrav/Swinburne 一张灵感来源于黑洞与中子星合并事件的艺术作品
最初的尝试采用旋转质量。然而，产生引力波所需的转速难以达到，一部分是因为材料不够结实。科学家也考虑过使用压电晶体、超流体、粒子束、甚至高功率激光器。然而，这些方式仅仅存在于理论之中，由于缺乏合适的材料，无法付诸实践。科学家们认为，有一些实验产生了引力波，但是太微弱了，没办法检测到。
“高频引力波，常常由较小质量或尺寸的物体产生，因此在实验室条件下，可人工合成。但由于它们幅度过低，现有检测器不够灵敏，因此至今未检测到。”作者这样解释。
因此，我们需要更高级的检测技术，或者使用一些方法，能够利用现有的检测能力，来测出生成的引力波。现有的技术致力于从天文事件中检测引力波。作者认为，“研究应该专注于设计新的检测器，能够检测更大的频率与幅度范围。”
尽管引力波可以规避电磁波通信的诸多问题，它们并不是完美的。由于可以穿越很远的距离，引力波通信在与高密物质、宇宙结构、磁场和星际物质等相互作用时，会面临衰减、相位失真、极化偏移的问题。这不仅会降低信号的质量，也会使解码更加复杂。
本概念图展示了引力波[1]传播过程中所受影响。“信号首先会受到大尺度的影响，如引力和宇宙学频率偏移；其次，信号广范围受宇宙膨胀和弱散射效应影响，继而发生振幅衰减。随后，更多特定局部影响因素致使信号发生极性变化，最终，引力透镜和其它微观尺度现象会诱发信号的相位变化及衰减效应，导致信号局部失真。此外，接收端附近可引入附加噪声。”作者写道。
图片来源：Wang and Akan, 2025
为了能对引力波加以利用，我们需要找到相应的调制方法。信号调制在通信过程中至关重要。你可以在所有的汽车收音机上看到“FM”和“AM”的字样。AM代表“幅度调制”，FM代表“频率调制”。而放眼引力波，我们要如何将它调制成有意义的信息呢？
“近期的有关研究中探索了多种方法，包括基于天体物理学现象的幅度调制方法（AM），基于暗物质媒介的频率调制方法（FM），超导材料操纵法和理论性的非度量方法。”作者写道。然而，上述每种方法都承载厚望，却面临着重重阻碍。
正比如我们能够构建出使用暗物质调制引力波信号的理论，却对暗物质为何物一无所知。“涉及到超轻量暗物质（ULDM）[2]的频率调制技术立足于对暗物质的性质和分布特点的不确定假设上。”作者鞭辟入里地指出了一个被有意忽略的事实。
引力波通信似乎遥不可及，然而其中蕴含的巨大希望让科学家们不愿意放弃它。在深空通讯中，电磁波通讯受制于遥远的距离和种种宇宙现象带来的干扰，引力波通讯则能够解决这些阻碍因素。
文章所涉及专有名词及参考篇目
[1]GW：重力波(gravity wave) | 天文学名词 | Astronomical Terms
[2]ULDM：超轻量暗物质|自相互作用超轻暗物质中的动摩擦,arXiv - PHYS - High Energy Physics - Phenomenology - X-MOL
[3]孙光辉,杨圣.引力波多信使天文学研究进展[J].河南科学,2025,43(01):56-66.
[4]倪维斗.空间引力波探测现状与展望[J].中国科学:物理学 力学 天文学,2024,54(07):6-67.
图片显示了GWC（引力波通信）如何在我们的太阳系和星际通讯中得到应用。在星际间的长距离旅程中，传统通信会逐渐消失，而GWC不会。图片来源，Wang和Akan，2025。
一种更好的跨越长距离的通讯方式对于深空探测至关重要，而GWC正我们所需要的。
作者写道：“引力波可以在远距离中保持连续的信号质量，这使它适合执行在太阳系之外的任务。”
实用引力波通信还有很长的路要走。然而，曾经仅仅是理论的引力波通信，正逐渐转向实际。
Wang和Akan在结论中写道：“引力通信，作为一个具有极大潜力的前沿研究方向，正逐渐
从理论探索向实际应用转变。”这种转变将取决于艰苦的工作和未来的突破。
这对儿研究员明白，要实现这个目标，需要他们进行更多更辛苦的科研工作。Wang和Akan的论文十分的详尽和全面，并且，他们希望这篇论文将会成为引力通信研究工作的催化剂。
Wang和Akan总结道：“尽管一个完整的实用引力波通信系统现在仍难以实现，但是我们旨在利用这份调查研究，来强调开发实用GWC系统的可能性，并促进深入的的研究和创新，尤其是在空间通信的场景中。”
PART 2
空间，包括位置和方向，是一个三维连续区。在经典物理学中，物理空间经常被设想为三个线性维度。现代的物理学家通常将空间和时间放在一起，认为是无线四维连续区的一部分，这个无线四维连续区被称为时空。认识物理宇宙的根本重要性是空间的概念。然而，分歧在哲学家中持续地出现，争议点在于：空间自己本身是否是一个独立存在体，或是独立存在体之间的关系，亦或是概念框架的一部分。
在十九和二十世纪，数学家开始检验非欧几里得几何体，在非欧几里得几何体中，空间是弯曲的，而非欧几里得空间的平直的状态。根据阿尔伯特·爱因斯坦广义相对论的理论，引力场周围的空间会偏离欧几里得空间。引力场的实验测试证明，非欧几里得几何体为空间形态提供了一个更好的模型。
BY： Evan Gough
FY：Astronomical volunteer team
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电磁波理论是数学当物理，且隐藏了电磁以太假说，是不靠谱的经验公式。搞出两朵乌云，不能解释光电效应，都是对电磁理论的有效证伪，必须抛弃它(任何理论都是预测未来的全称命题，一个反例就足够证伪了)。依靠电磁理论，紫外灾难和其它更多荒唐结果，都是必然。………黑体辐射是轨道光粒子受激释放/激光，各个原子光谱线与各自“温度”对应，黑体辐射曲线峰值对应原子数量最多，紫外谱段原子数量很少，不奇怪。悖论斯坦不能拯救电磁以太，也不接受有效证伪，瞎搞成荒唐无源场，粒子搞成虚幻量子鬼，搞成波穿越真空，搞成波直线传播，搞成物质是运动(波)，搞成运动是物质，，，只能有更多笑话。
⭕️⭕️天不生牛顿万古如长夜………一个有缺点的人，牛顿，站在自然哲学的巅峰，伟大的辩证归纳法。其后的哲学家都在山脚下爬，很多爬行的方向都是错的。莱布尼兹说，人类数学的一半工作是牛顿完成的。而且，牛顿让数学插上了翅膀得以进入物理现象演绎的宏伟殿堂。牛顿建立了(万物普遍)自然科学的大厦，其它人只是搞搞门窗，还有不少假说/证明的坏人总是趾高气扬地挖科学大厦的墙脚。
牛顿研究上帝神学，是敬畏信任自然，希望自然哲学与上帝协调一致。牛顿归纳万有引力是只能如此理解(公设)，不知道为何有引力且未来不变？这种人类认知自然的极限困惑，成了悖论斯坦的搞骗技巧。……古希腊哲学“真理是不变的现象/规律”。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流，指南针，能量守恒，1+1=2，绝对时空，相对速度，…都是不变的现象/规律/知道/确定性，是决定论。物质相互作用关系无穷多，知识不可能完备/现象观测必有不确定；自由意志/意识可作用于人体(物质)，扰动决定论，但修水坝不能改变水往低处流自然法则。🍎信任自然/唯物主义，观测确定树上苹果数量/真实，观测归纳发现不变现象/规律/知识/确定性(如指南针)，然后由不变现象/规律演绎预测未来//指南针确定方向，从来如此只能如此。唯心主义/假说猜测后脑勺没有确定性。——自然规律都是过去的观测归纳，为什么未来不变？不可能知道原因(科学尽头)，不知为不知！❌信任自然/唯物主义信念(观测归纳水往低处流)有确定性，假说诠释现象当真理是骗是祸害！！将绝对诚实的自然想象成上帝或神，是一种敬畏自然的信仰。
❌跟屁虫名利科学院，培养大批孔乙己，看不起牛顿经验归纳/实践出真知/短衣帮，更爱假说诠释相对论之乎者也/长衫子，举人自居趾高气扬骂“民科”(民科民粹不知为不知无关伪科学)，狗咬狗咬人笑死个人！假说“天鹅是黑的”，找到黑天鹅，写论文发顶刊皆大欢喜，号称证明了！假说科学不算假/读书人偷书不算偷，伟大突破物理革命！❌瞎搞高速低速不同，宏观微观差异，纠缠宇宙唯一女朋友，不确定当科学，祸害绝对真理，二象性，空间弯曲挤脑袋，相互作用不同时，测量光速不要参考系，时时处处可放羊，运动是物质，波论场论数学冒充物理追不上芝诺乌龟，，，诠释应用，黑天鹅对不确定对称性有巨大贡献……有人打了一个很响的臭屁，比蝴蝶效应还要猛，果然下雨获得了应用，臭屁应用十分广泛。只有三个人懂的相对论也有广泛应用？诠释一切诠释应用，万能骗术！⭕️三次工业革命，演绎卫星飞行控制，汽车轮子在最下面，电力电信导体电子运动，半导体控制电子运动，，，只能用牛顿力学/弯曲空间木法搞，清清楚楚，需要写论文诠释吗？号称有鬼谁能证无？水往低处流不变现象是真理是确定性，假说后脑勺也能确定？假大空祸害子孙祸害国家沾沾自喜？？
古希腊哲学 —— 真理是不变的现象/规律。水流现象千变万化是真实/不是真理。水往低处流，指南针，物质不灭，能量守恒，电荷守恒，1+1=2，绝对时空，相对速度，……都是不变的现象(规律)/真理/知道/确定性。真理来之不易，却都是简单的，也是不证自明的(不变现象)无法证明的(全称命题)，可证伪/乐于辩证批判。号称人人不知的空间弯曲是真理，胡编人人可知的时间是虚幻！是缺德笑话。科学/哲学追求确定性(知道)是生存的必须，❌鼓吹不确定(不知道)是鬼迷心窍丧心病狂。不变现象(规律)是观测归纳不是假说证明不是解释稀奇。❌号称“相对真理”是骗术。时间不变且空间不变的现象规律是绝对真理，比如，1+1=2，相对速度，万有引力定律等等。仰望星空敬畏自然的地心说进化了，地心说依据的不变现象变了吗？当然没有。绝对诚实/绝对真理是自然的本质，是人类生存的依靠。———不变现象/规律只有一个，只能依靠观测归纳，压垮骆驼的最后那根稻草是真实/不是真理。任何假说解释当真理都是骗术，假说猜测后脑勺没有确定性。