ПНИПУ: радиоволны подтвердили теорию Большого взрыва

Радиоволны окружают человека повсюду — от смартфонов и Wi-Fi до спутниковой навигации и медицинских имплантов. В преддверии Дня радио ученые Пермского Политеха рассказали, почему радио лучше работает ночью и зимой, как радиоволны помогли подтвердить теорию Большого взрыва и какие технологии связи появятся в ближайшие годы.

Об этом "Газете.Ru" рассказали в пресс-службе образовательного учреждения.

Как объяснил профессор кафедры "Общая физика" ПНИПУ Виктор Криштоп, радиоволны относятся к тому же типу электромагнитного излучения, что и свет. Однако человеческий глаз способен воспринимать лишь очень узкий диапазон волн длиной 380–750 нанометров. Радиоволны же намного длиннее — от миллиметров до сотен километров, поэтому остаются для нас невидимыми.

Разные типы радиоволн используются для разных задач. Длинные волны способны огибать препятствия и распространяться на огромные расстояния, поэтому их применяют в навигации и дальней связи. Короткие волны, наоборот, плохо проходят через стены, но позволяют передавать большие объемы данных. Именно они лежат в основе Wi-Fi, мобильной связи и 5G.

По словам ученого, радиосвязь действительно работает лучше ночью и зимой. Причина — в солнечном излучении. Днем ультрафиолет Солнца создает в атмосфере слой заряженных частиц, который частично поглощает длинные радиоволны. Ночью этот эффект ослабевает, и сигнал проходит стабильнее.

Радиоволны играют ключевую роль и в изучении космоса. Радиотелескопы позволяют наблюдать объекты, скрытые от обычных телескопов: холодные газовые облака, пульсары и сверхмассивные черные дыры.

Для этого приемники охлаждают почти до -258°C, чтобы уменьшить собственные тепловые шумы оборудования.

Именно радиоастрономия в 1965 году помогла подтвердить теорию Большого взрыва. Тогда американские ученые обнаружили равномерный фоновый радиошум, который оказался реликтовым излучением — "эхом" ранней Вселенной.

Радиоволны используются и в медицине. Как рассказал кандидат медицинских наук Валерий Литвинов, радиосигналы помогают работать кохлеарным имплантам, возвращающим слух, а также кардиостимуляторам и нейростимуляторам. Через них врачи могут дистанционно настраивать параметры устройств без операций.

Сейчас ученые работают над технологиями связи нового поколения. В частности, развивается стандарт 6G, который позволит передавать еще большие объемы данных. Кроме того, исследователи создают квантовые антенны, способные улавливать чрезвычайно слабые сигналы. В будущем такие устройства могут обеспечить связь в шахтах, тоннелях и даже под завалами после землетрясений.