EmDrive funguje! Pádlo sa ponorilo do vesmíru

Fyzika je takmer na okraji priepasti. V novembri 2016 NASA zverejnila vedeckú správu o testovaní EmDrive v Eagleworks Laboratories (1). Agentúra v ňom potvrdzuje, že zariadenie produkuje trakciu, teda funguje. Problém je v tom, že stále nie je známe, prečo to funguje ...

1. Laboratórny systém na meranie ťahu motora EmDrive

2. Zápis reťazca do EmDrive počas testovania

Vedci a inžinieri z NASA Eagleworks Laboratories pristupovali k výskumu veľmi opatrne. Dokonca sa pokúšali nájsť akékoľvek potenciálne zdroje chýb – no neúspešne. ich motor EmDrive produkoval 1,2 ± 0,1 millinewtonov ťahu na kilowatt výkonu (2). Tento výsledok je nenápadný a má celkovú účinnosť mnohonásobne nižšiu ako účinnosť iónových trubíc, napríklad Hallových trysiek, ale jeho veľkú výhodu je ťažké spochybniť - nevyžaduje žiadne palivo.Na prípadný výlet teda nie je potrebné brať so sebou žiadnu palivovú nádrž „nabitú“ svojou silou.

Nie je to prvýkrát, čo výskumníci dokázali, že to funguje. Nikto však doteraz nevedel vysvetliť prečo. Odborníci z NASA veria, že fungovanie tohto motora možno vysvetliť teória pilotnej vlny. Samozrejme, toto nie je jediná hypotéza, ktorá sa pokúša vysvetliť záhadný zdroj sekvencie. Na potvrdenie predpokladov vedcov budú potrebné ďalšie štúdie. Buďte trpezliví a buďte pripravení na následné tvrdenia, že EmDrive (3)... Naozaj to funguje.

Ide o zrýchlenie

Skriňa EmDrive v posledných mesiacoch zrýchľuje a zrýchľuje ako skutočný raketový motor. Dôkazom toho je nasledujúci sled udalostí:

• V apríli 2015 José Rodal, Jeremy Mullikin a Noel Munson oznámili výsledky svojho výskumu na fóre (toto je komerčná stránka, napriek názvu nie je prepojená s NASA). Ako sa ukázalo, činnosť motora skontrolovali vo vákuu a odstránili prípadné chyby merania, čím dokázali princíp fungovania tohto motora pomocou nich.
• V auguste 2015 boli zverejnené výsledky štúdie Martina Taimara z Technickej univerzity v Drážďanoch. Fyzik povedal, že motor EmDrive dostal ťah, ale to vôbec nie je dôkazom jeho fungovania. Účelom Taimarovho experimentu bolo otestovať vedľajšie účinky skorších metód používaných na testovanie motora. Samotnému experimentu však vyčítali nepresné správanie, chyby merania a avizované výsledky označili za „hra so slovíčkami“.
• V júni 2016 oznámil nemecký vedec a inžinier Paul Kotsila crowdfundingovú kampaň na vypustenie satelitu s názvom PocketQube do vesmíru.
• V auguste 2016 Guido Fetta, zakladateľ Cannae Inc., oznámil koncept vypustenia pre CubeSat, miniatúrny satelit vybavený Cannae Drive (4), teda vo vašej vlastnej verzii EmDrive.
• V októbri 2016 Roger J. Scheuer, vynálezca EmDrive, získal britské a medzinárodné patenty na druhú generáciu svojho motora.
• 14. októbra 2016 bol pre International Business Times UK zverejnený filmový rozhovor so Scheuerom. Predstavuje okrem iného budúcnosť a históriu vývoja EmDrive a ukázalo sa, že o vynález majú záujem americké a britské ministerstvo obrany, ako aj Pentagon, NASA a Boeing. Spoločnosť Scheuer poskytla niektorým z týchto organizácií všetku technickú dokumentáciu k pohonu a demonštrácie pohonu EmDrive s ťahom 8g a 18g. Scheuer verí, že od druhej generácie kryogénneho pohonu EmDrive sa očakáva ťah ekvivalentný tone, čo pohonu umožní možno použiť takmer vo všetkých moderných automobiloch.
• Dňa 17. novembra 2016 boli zverejnené vyššie spomínané výsledky výskumu NASA, ktoré spočiatku potvrdili fungovanie elektrárne.

4. Cannae Drive na palube satelitu - vizualizácia

17 rokov a stále záhadou

5. Roger Scheuer s modelom svojho EmDrive

Dlhší a presnejší názov EmDrive je RF rezonančný rezonátorový motor. Koncepciu elektromagnetického pohonu vyvinul v roku 1999 britský vedec a inžinier Roger Scheuer, zakladateľ spoločnosti Satellite Propulsion Research Ltd. V roku 2006 publikoval článok o EmDrive v New Scientist (5). Text bol silne kritizovaný vedcami. Podľa ich názoru relativistický elektromagnetický pohon založený na prezentovanom koncepte porušuje zákon zachovania hybnosti, t.j. je ďalšia možnosť fantázie.

však Zdá sa, že čínske testy spred niekoľkých rokov aj tie, ktoré vykonala NASA na jeseň, potvrdzujú, že pohyb využívajúci tlak elektromagnetického žiarenia na povrch a efekt odrazu elektromagnetických vĺn v kužeľovom vlnovode vedie k rozdielu síl. a vzhľad trakcie. Táto sila sa zase dá znásobiť Lustra, umiestnené vo vhodnej vzdialenosti, násobku polovice dĺžky elektromagnetickej vlny.

Po zverejnení výsledkov experimentu NASA Eagleworks Lab sa o tomto potenciálne revolučnom riešení opäť rozprúdila polemika. Rozpory medzi experimentálnymi zisteniami a skutočnou vedeckou teóriou a fyzikálnymi zákonmi viedli k mnohým extrémnym názorom na uskutočnené testy. Rozpor medzi optimistickými tvrdeniami o prelomovom cestovaní do vesmíru a otvoreným popieraním výsledkov výskumu viedol mnohých k hlbokému zamysleniu sa nad univerzálnymi postulátmi a dilemami vedeckého poznania a obmedzeniami vedeckého experimentu.

Hoci od Scheuerovho odhalenia projektu uplynulo viac ako sedemnásť rokov, model britského inžiniera na seba nenechal dlho čakať spoľahlivé overenie výskumu. Aj keď sa experimenty s jeho aplikáciou z času na čas opakovali, nebolo rozhodnuté ich riadne overiť a otestovať metodiku v konkrétnej vedeckej štúdii. Situácia sa v tomto smere zmenila po spomínanom zverejnení recenzovaných výsledkov experimentu v americkom laboratóriu Eagleworks. Okrem preukázanej oprávnenosti prijatej výskumnej metódy sa však od začiatku nepodarilo rozptýliť celú škálu pochybností, čo vlastne podkopalo vierohodnosť samotnej myšlienky.

A Newton?

Na ilustráciu rozsahu problému s princípom Scheuerovho motora majú kritici tendenciu prirovnávať autora nápadu EmDrive k majiteľovi auta, ktorý chce svoje auto rozhýbať tlakom na čelné sklo zvnútra. Takto znázornený nesúlad so základnými princípmi newtonovskej dynamiky je stále považovaný za hlavnú námietku, ktorá úplne vylučuje dôveryhodnosť návrhu britského inžiniera. Odporcov Scheuerovho modelu nepresvedčili postupné experimenty, ktoré nečakane ukázali, že motor EmDrive môže fungovať efektívne.

Samozrejme, treba priznať, že doteraz získané experimentálne výsledky trpia nedostatkom jasného vecného základu vo forme vedecky overených ustanovení a vzorov. Vedci aj nadšenci, ktorí dokazujú prevádzkyschopnosť modelu elektromagnetického motora priznávajú, že nenašli jednoznačne potvrdený fyzikálny princíp, ktorý by vysvetľoval jeho fungovanie ako údajne odporujúce Newtonovým zákonom dynamiky.

6. Hypotetické rozloženie interakčných vektorov vo valci EmDrive

Samotný Scheuer však postuluje potrebu uvažovať o svojom projekte na základe kvantovej mechaniky, a nie klasickej, ako je to v prípade konvenčných pohonov. Podľa jeho názoru je práca EmDrive založená na špecifický vplyv elektromagnetických vĺn ( 6), ktorej vplyv sa v Newtonových princípoch úplne neodráža. Taktiež Scheuer neposkytuje žiadne vedecky overené a metodologicky overené dôkazy.

Napriek všetkým zverejneným oznámeniam a sľubným výsledkom výskumu sú výsledky experimentu NASA Eagleworks Laboratory len začiatkom dlhého procesu overovania dôkazov a budovania vedeckej dôveryhodnosti projektu, ktorý inicioval Scheuer. Ak sa ukáže, že výsledky výskumných experimentov sú reprodukovateľné a fungovanie modelu sa potvrdí aj vo vesmírnych podmienkach, zostáva ešte vážnejšia otázka na analýzu. problém zosúladenia objavu s princípmi dynamikykým nedotknuteľný. Vznik takejto situácie by nemal automaticky znamenať popretie súčasnej vedeckej teórie či základných fyzikálnych zákonov.

Teoreticky EmDrive funguje pomocou fenoménu radiačného tlaku. Skupinová rýchlosť elektromagnetickej vlny, a teda sila, ktorú vytvára, môže závisieť od geometrie vlnovodu, v ktorom sa šíri. Podľa Scheuerovej myšlienky, ak postavíte kužeľový vlnovod tak, že rýchlosť vlny na jednom konci je výrazne odlišná od rýchlosti vlny na druhom konci, potom odrazom vlny medzi dvoma koncami získate rozdiel v radiačný tlak, teda sila dostatočná na dosiahnutie ťahu. EmDrive podľa Scheuera neporušuje fyzikálne zákony, ale využíva Einsteinovu teóriu – motor je jednoducho v iný referenčný rámec než „pracovná“ vlna v nej.

7. Koncepčná schéma prevádzky EmDrive

Je ťažké pochopiť, ako EmDrive funguje, ale viete, z čoho pozostáva (7). Najdôležitejšou časťou zariadenia je mikrovlnný rezonátorna ktoré sa generovalo mikrovlnné žiarenie mikrovlnná rúra (mikrovlnná žiarivka používaná v radarových aj mikrovlnných rúrach). Rezonátor má podobný tvar ako zrezaný kovový kužeľ – jeden koniec je širší ako druhý. Vďaka správne zvoleným rozmerom v ňom rezonujú elektromagnetické vlny určitej dĺžky. Predpokladá sa, že tieto vlny sa smerom k širšiemu koncu zrýchľujú a smerom k užšiemu koncu spomaľujú. Rozdiel v rýchlosti posunu vlny by mal viesť k rozdielu v radiačnom tlaku vyvíjanom na opačných koncoch rezonátora, a tým k vzniku pohon vozidla. Táto sekvencia bude pôsobiť smerom k širšej základni. Problém je v tom, že podľa Scheuerových kritikov tento efekt kompenzuje dopad vĺn na bočné steny kužeľa.

8. Tryska iónového motora

Prúdový alebo raketový motor tlačí vozidlo (ťah), keď vypúšťa zrýchlený spaľovací plyn. Iónová tryska používaná vo vesmírnych sondách tiež emituje plyn (8), ale vo forme iónov zrýchlených v elektromagnetickom poli. EmDrive nič z toho nevyfúkne.

Podľa Tretí Newtonov zákon na každú akciu existuje opačná a rovnaká reakcia, to znamená, že vzájomné pôsobenie dvoch telies je vždy rovnaké a opačné. Ak sa oprieme o stenu, aj to na nás tlačí, hoci to nikam nepôjde. Ako hovorí princíp zachovania hybnostiAk na sústavu telies nepôsobia vonkajšie sily (interakcie), potom má táto sústava stálu hybnosť. EmDrive by skrátka nemal fungovať. Ale funguje to. Aspoň to ukazujú detekčné zariadenia.

Sila doteraz postavených prototypov ich nezráža z nôh, aj keď, ako sme už spomenuli, niektoré v praxi používané iónové motory pracujú v týchto mikronewtonských rozsahoch. Podľa Scheuera môže byť ťah v EmDrive výrazne zvýšený použitím supravodičov.

Teória pilotných vĺn

Teóriu pilotnej vlny dali výskumníci z NASA ako možný vedecký základ pre fungovanie EmDrive. Toto je prvá známa teória skrytých premenných prezentovaná Louise de Broglie v roku 1927, neskôr zabudnutý, potom znovuobjavený a vylepšený David Bohm - sa teraz volá teória de Broglie-Bohm. Je bez problémov, ktoré existujú v štandardnej interpretácii kvantovej mechaniky, ako je okamžitý kolaps vlnovej funkcie a problém merania (známy ako Schrödingerov mačací paradox).

это nelokálnej teórieto znamená, že pohyb danej častice je priamo ovplyvnený pohybom iných častíc v systéme. Táto nelokalita však neumožňuje prenášať informácie rýchlosťou väčšou ako je rýchlosť svetla, a preto nie je v rozpore s teóriou relativity. Teória pilotných vĺn zostáva jednou z niekoľkých interpretácií kvantovej mechaniky. Doteraz neboli nájdené žiadne experimentálne rozdiely medzi predpoveďami teórie pilotných vĺn a predpovedí štandardnej interpretácie kvantovej mechaniky.

Vo svojej publikácii z roku 1926 Max Born navrhol, že vlnová funkcia Schrödingerovej vlnovej rovnice je hustota pravdepodobnosti nájdenia častice. Pre túto myšlienku de Broglie vyvinul teóriu pilotnej vlny a vyvinul funkciu pilotnej vlny. Pôvodne navrhol prístup duálneho riešenia, v ktorom kvantový objekt obsahuje fyzickú vlnu (u-vlnu) v reálnom priestore so sférickou singulárnou oblasťou, ktorá spôsobuje správanie podobné časticiam. V tejto pôvodnej forme teórie výskumník nepredpokladal existenciu kvantovej častice. Neskôr sformuloval teóriu pilotnej vlny a prezentoval ju na slávnej Solvayovej konferencii v roku 1927. Wolfgang Pauli predpokladal však, že takýto model nebude správny pre nepružný rozptyl častíc. De Broglie nenašiel

na túto odpoveď a čoskoro opustil koncept pilotnej vlny. Nikdy nerozvinul svoju teóriu, ktorá by pokrývala náhodnosť.

veľa častíc.

V roku 1952 David Bohm znovu objavil teóriu pilotnej vlny. Teória de Broglie-Bohm bola nakoniec uznaná ako správna interpretácia kvantovej mechaniky a predstavuje serióznu alternatívu k doteraz najpopulárnejšej kodanskej interpretácii. Dôležité je, že neobsahuje paradox merania, ktorý zasahuje do štandardnej interpretácie kvantovej mechaniky.

Polohy a hybnosť častíc sú latentné premenné v tom zmysle, že každá častica má v danom čase dobre definované súradnice a hybnosť. Nie je však možné merať obe tieto veličiny súčasne, pretože každé meranie jednej narúša hodnotu druhej – v súlade s Heisenbergov princíp neurčitosti. Súbor častíc má zodpovedajúcu vlnu hmoty, ktorá sa vyvíja podľa Schrödingerovej rovnice. Každá častica sleduje deterministickú trajektóriu riadenú pilotnou vlnou. Celkovo hustota častíc zodpovedá výške amplitúdy vlnovej funkcie. Vlnová funkcia je nezávislá od častíc a môže existovať ako prázdna vlnová funkcia.

V kodanskej interpretácii častice nemajú pevnú polohu, kým nie sú pozorované. V teórii vĺn

pilotné polohy častíc sú dobre definované, ale to má rôzne vážne dôsledky pre celú fyziku - preto

tiež táto teória nie je veľmi populárna. Umožňuje vám však vysvetliť, ako EmDrive funguje.

"Ak médium môže prenášať akustické vibrácie, potom jeho komponenty môžu interagovať a prenášať hybnosť," píše výskumný tím NASA v publikácii z novembra 2016. Porušuje Newtonove zákony pohybu."

Jedným z dôsledkov tejto interpretácie je zrejme to, že EmDrive sa bude pohybovať, akoby sa „odtláčal“ od vesmíru.

 EmDrive by nemal porušovať fyzikálne zákony...

…hovorí Mike McCulloch z University of Plymouth a navrhuje novú teóriu, ktorá navrhuje iný spôsob uvažovania o pohybe a zotrvačnosti objektov s veľmi malými zrýchleniami. Ak by mal pravdu, záhadný pohon by sme nakoniec nazvali „neinerciálny“, pretože britského výskumníka prenasleduje práve zotrvačnosť, teda zotrvačnosť.

Zotrvačnosť je charakteristická pre všetky objekty, ktoré majú hmotnosť, reagujú na zmenu smeru alebo na zrýchlenie. Inými slovami, hmotnosť môže byť chápaná ako miera zotrvačnosti. Hoci sa nám to zdá ako známy pojem, jeho samotná podstata nie je až taká zrejmá. McCullochov koncept je založený na predpoklade, že zotrvačnosť je spôsobená efektom predpovedaným všeobecnou teóriou relativity tzv. Unru žiareniea je žiarenie čierneho telesa pôsobiace na zrýchľujúce sa objekty. Na druhej strane môžeme povedať, že pri zrýchlení rastie.

O EmDrive McCullochov koncept je založený na nasledujúcej myšlienke: ak majú fotóny nejakú hmotnosť, musia pri odraze zažiť zotrvačnosť. Žiarenie Unruh je však v tomto prípade veľmi malé. Také malé, že dokáže interagovať so svojím bezprostredným okolím. V prípade EmDrive ide o kužeľ konštrukcie „motora“. Kužeľ umožňuje žiarenie Unruh určitej dĺžky na širšom konci a žiarenie kratšej dĺžky na užšom konci. Fotóny sa odrážajú, takže ich zotrvačnosť v komore sa musí zmeniť. A z princípu zachovania hybnosti, ktorý na rozdiel od častých názorov o EmDrive nie je pri tomto výklade porušený, vyplýva, že trakcia by sa mala vytvárať týmto spôsobom.

McCullochova teória na jednej strane odstraňuje problém zachovania hybnosti a na druhej strane stojí na okraji vedeckého mainstreamu. Z vedeckého hľadiska je diskutabilné predpokladať, že fotóny majú zotrvačnú hmotnosť. Okrem toho by sa logicky mala v komore meniť rýchlosť svetla. To je pre fyzikov dosť ťažké prijať.

Je to naozaj struna?

Napriek spomínaným pozitívnym výsledkom trakčnej štúdie EmDrive sú kritici stále proti. Poznamenávajú, že na rozdiel od správ z médií musí NASA ešte dokázať, že motor skutočne funguje. Je to možné napríklad s absolútnou istotou experimentálne chybyspôsobené okrem iného aj vyparovaním materiálov, ktoré tvoria časti pohonného systému.

Kritici tvrdia, že sila elektromagnetickej vlny v oboch smeroch je v skutočnosti ekvivalentná. Máme do činenia s inou šírkou nádoby, ale to na veci nič nemení, pretože mikrovlny odrážané od širšieho konca, vracajúce sa, dopadajú nielen na užšie dno, ale aj na steny. Skeptici uvažovali o vytvorení svetelného ťahu napríklad prúdením vzduchu, no NASA to po testoch vo vákuovej komore vylúčila. Iní vedci zároveň nové údaje pokorne prijali a hľadali spôsob, ako ich zmysluplne zosúladiť s princípom zachovania hybnosti.

Niektorí pochybujú, že v tomto experimente sa rozlišuje špecifický ťah motora a vykurovací účinok systému ošetreného elektrickým prúdom (9). V experimentálnom usporiadaní NASA vstupuje do valca veľmi veľké množstvo tepelnej energie, ktorá môže zmeniť rozloženie hmoty a ťažisko, čo spôsobí, že meracie zariadenia zistia ťah EmDrive.

9. Tepelné snímky systému počas testovania

Tvrdia to nadšenci EmDrive tajomstvo spočíva okrem iného v tvare kužeľovitého valcapreto sa čiara len objaví. Skeptici odpovedajú, že by stálo za to vyskúšať nemožný pohon s normálnym valcom. Ak by totiž existoval ťah v takejto konvenčnej, nekužeľovej konštrukcii, podkopalo by to niektoré „mystické“ tvrdenia o EmDrive a podporilo by to aj podozrenie, že známe tepelné účinky „nemožného motora“ pôsobia v experimentálne nastavenie.

Otázna je aj „výkonnosť“ motora, ktorú merali experimenty NASA Eagleworks. Pri použití 40 W bol ťah nameraný na úrovni 40 mikrónov – v rozmedzí plus mínus 20 mikrónov. Toto je chyba 50 %. Po zvýšení výkonu na 60 wattov boli merania výkonu ešte menej presné. Aj keď však tieto údaje berieme ako nominálnu hodnotu, nový typ pohonu stále produkuje len jednu desatinu výkonu na kilowatt elektriny, ktorý je možné dosiahnuť pomocou pokročilých iónových trysiek, ako sú NSTAR alebo NEXT.

Skeptici volajú po ďalšom, dôkladnejšom a, samozrejme, nezávislom testovaní. Pripomínajú, že reťazec EmDrive sa objavil v čínskych experimentoch už v roku 2012 a zmizol po zlepšení experimentálnych a meracích metód.

Kontrola pravdy na obežnej dráhe

Konečnú (?) odpoveď na otázku, či pohon pracuje s rezonančnou komorou koncipuje spomínaný Guido Fett - vynálezca variantu tohto konceptu tzv. Kanna Drive. Podľa jeho názoru budú mať skeptici a kritici ústa zavreté vyslaním satelitu poháňaného týmto motorom na obežnú dráhu. Samozrejme, že sa zatvorí, ak Cannae Drive skutočne vypustí satelit.

Sonda s veľkosťou 6 jednotiek CubeSat (t.j. približne 10 × 20 × 30 cm) by mala byť zdvihnutá do nadmorskej výšky 241 km, kde sa zdrží približne pol roka. Tradičným satelitom tejto veľkosti dôjde korekčné palivo približne za šesť týždňov. Solárne napájanie EmDrive odstráni toto obmedzenie.

Na konštrukciu zariadenia spoločnosť Cannae Inc., prevádzkovaná spoločnosťou Fetta, Inc. založil spoločnosť s LAI International a SpaceQuest Ltd, ktorá má skúsenosti ako dodávateľ náhradných dielov, vr. pre výrobcu letectva a mikrosatelitov. Ak všetko pôjde dobre, tak Theseus, pretože to je názov nového podniku, by mohol v roku 2017 spustiť prvý mikrosatelit EmDrive.

Nie sú to nič iné ako fotóny, hovoria Fíni.

Niekoľko mesiacov pred zverejnením výsledkov NASA uverejnil recenzovaný časopis AIP Advances článok o kontroverznom motore EmDrive. Jej autori, profesor fyziky Arto Annila z Helsinskej univerzity, Dr. Erkki Kolehmainen z Univerzity v Jyväskylä v odbore organická chémia a fyzik Patrick Grahn z Comsolu, tvrdia, že EmDrive získava ťah vďaka uvoľneniu fotónov z uzavretej komory.

Profesorka Annila je známym výskumníkom prírodných síl. Je autorom takmer päťdesiatich prác publikovaných v prestížnych časopisoch. Jeho teórie našli uplatnenie pri štúdiu temnej energie a temnej hmoty, evolúcii, ekonómii a neurovede. Annila je kategorická: EmDrive je ako každý iný motor. Berie palivo a vytvára ťah.

Na strane paliva je všetko jednoduché a každému jasné – do motora sa posielajú mikrovlny. Problém je, že z neho nič nevidno, a tak si ľudia myslia, že motor nefunguje. Ako z toho teda môže vzísť niečo nezistiteľné? Fotóny sa v komore odrážajú tam a späť. Niektoré z nich idú rovnakým smerom a rovnakou rýchlosťou, ale ich fáza je posunutá o 180 stupňov. Ak teda cestujú v tejto konfigurácii, navzájom si rušia svoje elektromagnetické polia. Je to ako vlny vody, ktoré sa pohybujú spoločne, keď jedna je odsadená od druhej, takže sa navzájom rušia. Voda neodchádza, stále je. Podobne fotóny, ktoré nesú hybnosť, nezmiznú, aj keď nie sú viditeľné ako svetlo. A ak vlny už nemajú elektromagnetické vlastnosti, pretože boli eliminované, tak sa neodrážajú od stien komory a neopúšťajú ju. Takže máme pohon kvôli fotónovým párom.

Loď ponorená do relatívneho časopriestoru

Uznávaný fyzik James F. Woodward (10) sa na druhej strane domnieva, že fyzikálnym základom pre činnosť nového typu pohonného zariadenia je tzv. prepadnúť Maha. Woodward sformuloval nelokálnu matematickú teóriu založenú na Machovom princípe. Najpozoruhodnejšie však je, že jeho teória je overiteľná, pretože predpovedá fyzické účinky.

Woodward hovorí, že ak sa hustota hmoty a energie akéhokoľvek daného systému mení s časom, hmotnosť tohto systému sa mení o hodnotu úmernú druhej derivácii zmeny hustoty daného systému.

Ak je napríklad keramický kondenzátor s hmotnosťou 1 kg nabitý raz kladným, inokedy záporným napätím, ktoré sa mení pri frekvencii 10 kHz a prenáša výkon, napríklad 100 W - Woodwardova teória predpovedá, že hmotnosť kondenzátora by sa mala zmeniť ± 10 miligramov okolo pôvodnej hodnoty hmotnosti pri frekvencii 20 kHz. Táto predpoveď bola laboratórne potvrdená a tým sa empiricky potvrdil Machov princíp.

Ernst Mach veril, že teleso sa nepohybuje rovnomerne vo vzťahu k absolútnemu priestoru, ale vo vzťahu k ťažisku všetkých ostatných telies vesmíru. Zotrvačnosť telesa je výsledkom jeho interakcie s inými telesami. Podľa mnohých fyzikov by úplná realizácia Machovho princípu dokázala úplnú závislosť geometrie časopriestoru od rozloženia hmoty vo Vesmíre a teóriou tomu zodpovedajúcou by bola teória relatívneho časopriestoru.

Vizuálne možno tento koncept motora EmDrive prirovnať k veslovaniu v oceáne. A tento oceán je Vesmír. Pohyb bude pôsobiť viac-menej ako veslo, ktoré sa ponorí do vody, ktorá tvorí vesmír a odpudzuje sa od nej. A najzaujímavejšie na tom všetkom je, že fyzika je teraz v takom stave, že takéto metafory vôbec nepôsobia ako sci-fi a poézia.

Nielen EmDrive, alebo vesmírne disky budúcnosti

Hoci motor Scheuer poskytol len minimálny impulz, už teraz má pred sebou veľkú budúcnosť v cestovaní do vesmíru, ktorá nás zavedie na Mars a ešte ďalej. To však nie je jediná nádej na skutočne rýchly a efektívny motor kozmickej lode. Tu je niekoľko ďalších konceptov:

•  jadrový pohon. Spočívalo by v odpálení atómových bômb a nasmerovaní sily ich výbuchu „hlavňou“ smerom k korme lode. Jadrové výbuchy vytvoria nárazovú silu, ktorá „tlačí“ loď dopredu. Nevýbušnou možnosťou by bolo použitie soľného štiepneho materiálu, ako je bromid uránový, rozpustený vo vode. Takéto palivo je skladované v rade nádob, oddelených od seba vrstvou odolného materiálu, s prídavkom bóru, odolný

  absorbér neutrónov, ktorý bráni ich prúdeniu medzi nádobami. Keď naštartujeme motor, materiál zo všetkých nádob sa spojí, čo spôsobí reťazovú reakciu a roztok soli vo vode sa zmení na plazmu, ktorá nechá trysku rakety chránenú pred obrovskou teplotou plazmy magnetickým poľom. dáva stály ťah. Odhaduje sa, že tento spôsob dokáže zrýchliť raketu až na 6 m/s a ešte viac. Pri tejto metóde sú však potrebné veľké objemy jadrového paliva – na loď s hmotnosťou tisíc ton by to bolo až 10 XNUMX ton. ton uránu.

• Fúzny motor využívajúci deutérium. Plazma s teplotou okolo 500 miliónov stupňov Celzia, ktorá dáva ťah, predstavuje pre konštruktérov vážny problém, napríklad výfukové dýzy. Rýchlosť, ktorá by sa teoreticky dala v tomto prípade dosiahnuť, sa však blíži k jednej desatine rýchlosti svetla, t.j. až 30 XNUMX. km/s. Táto možnosť je však stále technicky nerealizovateľná.
• Antihmota. Táto zvláštna vec skutočne existuje – v CERN-e a Fermilabe sa nám pomocou zberných krúžkov podarilo nazbierať asi bilión antiprotónov, čiže jeden pikogram antihmoty. Teoreticky môže byť antihmota uložená v takzvaných Penningových pasciach, v ktorých magnetické pole zabraňuje jej zrážke so stenami nádoby. Ničenie antihmoty obyčajným

  s látkou, napríklad s vodíkom, dáva gigantickú energiu z vysokoenergetickej plazmy v magnetickej pasci. Teoreticky by vozidlo poháňané anihilačnou energiou hmoty a antihmoty mohlo zrýchliť na 90 % rýchlosti svetla. V praxi je však výroba antihmoty mimoriadne náročná a nákladná. Výroba danej šarže vyžaduje desaťmiliónkrát viac energie, než dokáže vyrobiť neskôr.

• solárne plachty. Ide o koncept pohonu, ktorý je známy už dlhé roky, no stále čaká, aspoň predbežne, na svoju realizáciu. Plachty budú fungovať pomocou fotoelektrického javu opísaného Einsteinom. Ich povrch však musí byť veľmi veľký. Plachta samotná musí byť tiež veľmi tenká, aby konštrukcia príliš nevážila.
• Привод . Fantómovia hovoria, že stačí... deformovať priestor, čím sa v skutočnosti skráti vzdialenosť medzi vozidlom a cieľom a zväčší sa vzdialenosť za ním. Cestujúci sa teda sám pohybuje len málo, no v „bubline“ prekonáva obrovskú vzdialenosť. Akokoľvek fantasticky to znie, vedci z NASA experimentovali celkom vážne.

  s účinkami na fotóny. V roku 1994 fyzik Dr. Miguel Alcubierre navrhol vedeckú teóriu popisujúcu, ako by takýto motor mohol fungovať. V skutočnosti by to bol nejaký trik - namiesto toho, aby sa pohyboval rýchlejšie ako rýchlosť svetla, modifikoval by samotný časopriestor. Bohužiaľ, nerátajte s tým, že disk dostanete v dohľadnej dobe. Jedným z mnohých problémov s tým je, že loď poháňaná týmto spôsobom bude potrebovať negatívnu energiu na jej pohon. Je pravda, že tento typ energie je teoretickej fyzike známy - teoretický model vákua ako nekonečného mora častíc negatívnej energie prvýkrát navrhol britský fyzik Paul Dirac v roku 1930, aby vysvetlil existenciu predpovedaného kvanta negatívnej energie. štátov. podľa Diracovej rovnice pre relativistické elektróny.

  V klasickej fyzike sa predpokladá, že v prírode existuje iba riešenie s pozitívnou energiou a riešenie s negatívnou energiou nedáva zmysel. Diracova rovnica však predpokladá existenciu procesov, pri ktorých môže z „normálnych“ pozitívnych častíc vzniknúť negatívne riešenie, a preto ho nemožno ignorovať. Nie je však známe, či negatívna energia môže byť vytvorená v realite, ktorú máme k dispozícii.

  S implementáciou pohonu je veľa problémov. Komunikácia sa zdá byť jednou z najdôležitejších. Napríklad nie je známe, ako by loď mohla komunikovať s okolitými oblasťami časopriestoru, pričom by sa pohybovala rýchlejšie ako rýchlosť svetla? Tým sa tiež zabráni vypnutiu alebo spusteniu pohonu.