Nová teória o tom, ako funguje motor EmDrive. Motor je možný aj inak
Slávny EmDrive (1) by nemal porušovať fyzikálne zákony, hovorí Mike McCulloch (2) z University of Plymouth. Vedec navrhuje teóriu, ktorá navrhuje nový spôsob chápania pohybu 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. žiarenie z Unruhuide o žiarenie čierneho telesa pôsobiace na zrýchľujúce sa objekty. Na druhej strane môžeme povedať, že teplota vesmíru sa zrýchľovaním zvyšuje.
2. Mike McCulloch z Plymouthskej univerzity
Podľa McCullocha je zotrvačnosť jednoducho tlak vyvíjaný žiarením Unruh na zrýchľujúce sa teleso. Účinok je ťažké študovať pre zrýchlenia, ktoré bežne pozorujeme na Zemi. Podľa vedca sa to prejaví až vtedy, keď sa zrýchlenia zmenšia. Pri veľmi malých zrýchleniach sú vlnové dĺžky Unruhu také veľké, že sa už nezmestia do pozorovateľného vesmíru. Keď sa to stane, tvrdí McCulloch, zotrvačnosť môže nadobudnúť iba určité hodnoty a preskočiť z jednej hodnoty na druhú, čo sa právom podobá kvantovým efektom. Inými slovami, zotrvačnosť musí byť kvantovaná ako súčasť malých zrýchlení.
McCulloch verí, že ich môže potvrdiť jeho teória v pozorovaniach. divné skoky rýchlosti pozorované pri prechode niektorých vesmírnych objektov v blízkosti Zeme smerom k iným planétam. Je ťažké pozorne študovať tento efekt na Zemi, pretože zrýchlenia s ním spojené sú veľmi malé.
Čo sa týka samotného EmDrive, McCullochov koncept je založený na nasledujúcej myšlienke: ak majú fotóny nejakú hmotnosť, potom pri odraze musia 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.
McCullochovu teóriu možno experimentálne testovať minimálne dvoma spôsobmi. Po prvé umiestnením dielektrika do komory - to by malo zvýšiť účinnosť pohonu. Po druhé, podľa vedca môže zmena veľkosti komory zmeniť smer ťahu. Stane sa to vtedy, keď sa Unruhovo žiarenie lepšie hodí na užší koniec kužeľa ako na širší. Podobný efekt môže spôsobiť aj zmena frekvencie fotónových lúčov vo vnútri kužeľa. „Zvrat ťahu už nastal v nedávnom experimente NASA,“ hovorí britský výskumník.
McCullochova teória na jednej strane odstraňuje problém zachovania hybnosti a na druhej strane stojí na okraji vedeckého hlavného prúdu. (typická okrajová veda). 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.
3. Princíp činnosti motora EmDrive
Funguje to, ale sú potrebné ďalšie testy
EmDrive bol pôvodne duchovným dieťaťom Rogera Scheuera, jedného z najvýznamnejších odborníkov na letectvo v Európe. Tento dizajn predstavil vo forme kužeľovej nádoby. Jeden koniec rezonátora je širší ako druhý a jeho rozmery sú zvolené tak, aby poskytovali rezonanciu pre elektromagnetické vlny určitej dĺžky. V dôsledku toho sa tieto vlny šíriace sa smerom k širšiemu koncu musia zrýchľovať a smerom k užšiemu koncu spomaľovať (3). Predpokladá sa, že v dôsledku rôznych rýchlostí posunu čela vlny vyvíjajú rôzny tlak žiarenia na opačné konce rezonátora, a teda nenulový reťazec, ktorý pohybuje objektom.
Avšak podľa známej fyziky, ak nepôsobí žiadna dodatočná sila, hybnosť sa nemôže zvýšiť. 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 sa výrazne líši od rýchlosti vlny na druhom konci, potom odrazením tejto vlny medzi dvoma koncami získate rozdiel v tlaku žiarenia. , t.j. dostatočná sila na dosiahnutie trakcie. Podľa Shayera, EmDrive neporušuje fyzikálne zákony, ale využíva Einsteinovu teóriu – motor je v inom referenčnom rámci ako „pracovná“ vlna v ňom.
Doteraz boli postavené len veľmi malé. Prototypy EmDrive s ťažnou silou rádovo mikronoviniek. Pomerne veľká výskumná inštitúcia, čínska Severozápadná polytechnická univerzita Xi'an, experimentovala s prototypom motora s prítlačnou silou 720 µN (mikronewtonov). Možno to nie je veľa, ale niektoré iónové trysky používané v astronómii negenerujú viac.
4. Test EmDrive 2014.
Verzia EmDrive testovaná NASA (4) je dielom amerického dizajnéra Guida Fettiho. Vákuové testovanie kyvadla potvrdilo, že dosahuje ťah 30-50 µN. Laboratórium Eagleworks, ktoré sa nachádza vo vesmírnom stredisku Lyndona B. Johnsona v Houstone, potvrdil svoju prácu vo vákuu. Odborníci z NASA vysvetľujú fungovanie motora kvantovými efektmi, respektíve interakciou s časticami hmoty a antihmoty, ktoré vznikajú a potom sa vzájomne anihilujú v kvantovom vákuu.
Američania dlho nechceli oficiálne priznať, že pozorovali ťah produkovaný EmDrive v obave, že za výslednú malú hodnotu môžu chyby merania. Preto boli metódy merania spresnené a experiment sa opakoval. Až po tomto všetkom potvrdila NASA výsledky štúdie.
Ako však v marci 2016 informoval International Business Times, jeden zo zamestnancov NASA, ktorí na projekte pracovali, povedal, že agentúra plánuje celý experiment zopakovať so samostatným tímom. To jej umožní konečne otestovať riešenie predtým, ako sa rozhodne doň investovať viac peňazí.
