EmDrive berfungsi! Dayung terjun ke alam semesta

Fizik hampir di tepi jurang. Pada November 2016, NASA menerbitkan laporan saintifik mengenai ujian EmDrive di Eagleworks Laboratories (1). Di dalamnya, agensi mengesahkan bahawa peranti itu menghasilkan daya tarikan, iaitu, ia berfungsi. Masalahnya ialah ia masih tidak diketahui mengapa ia berfungsi ...

1. Sistem makmal untuk mengukur tujahan enjin EmDrive

2. Menulis rentetan ke EmDrive semasa ujian

Para saintis dan jurutera di NASA Eagleworks Laboratories mendekati penyelidikan mereka dengan sangat berhati-hati. Mereka juga cuba mencari sebarang sumber ralat yang berpotensi - tetapi tidak berjaya. Mereka enjin EmDrive menghasilkan 1,2 ± 0,1 millinewtons tujahan setiap kilowatt kuasa (2). Keputusan ini tidak mengganggu dan mempunyai kecekapan keseluruhan berkali-kali lebih rendah daripada tiub ion, contohnya, penujah Dewan, tetapi kelebihan besarnya sukar dipertikaikan - ia tidak memerlukan sebarang bahan api.Oleh itu, tidak perlu membawa bersama anda dalam perjalanan yang mungkin mana-mana tangki bahan api, "dicas" dengan kuasanya.

Ini bukan kali pertama penyelidik telah membuktikan bahawa ia berkesan. Bagaimanapun, masih belum ada yang dapat menjelaskan sebabnya. Pakar NASA percaya bahawa operasi enjin ini dapat dijelaskan teori gelombang pandu. Sudah tentu, ini bukan satu-satunya hipotesis yang cuba menerangkan sumber misteri urutan itu. Kajian lanjut akan diperlukan untuk mengesahkan andaian saintis. Bersabar dan bersedia untuk tuntutan berikutnya yang EmDrive (3)… Ia benar-benar berkesan.

Ia mengenai pecutan

Sarung EmDrive telah memecut dan memecut seperti enjin roket sebenar sejak beberapa bulan lalu. Ini dibuktikan dengan urutan peristiwa berikut:

• Pada April 2015, José Rodal, Jeremy Mullikin, dan Noel Munson mengumumkan hasil penyelidikan mereka di forum (ini adalah tapak komersial, walaupun namanya, tidak bergabung dengan NASA). Ternyata, mereka memeriksa operasi enjin dalam vakum dan menghapuskan kemungkinan ralat pengukuran, membuktikan prinsip operasi enjin ini menggunakannya.
• Pada Ogos 2015, hasil kajian oleh Martin Taimar dari Universiti Teknikal Dresden telah diterbitkan. Ahli fizik itu berkata bahawa enjin EmDrive memang mendapat tujahan, tetapi ini bukan bukti operasinya sama sekali. Tujuan eksperimen Taimar adalah untuk menguji kesan sampingan kaedah terdahulu yang digunakan untuk menguji enjin. Walau bagaimanapun, percubaan itu sendiri telah dikritik kerana kelakuan yang tidak tepat, ralat pengukuran, dan keputusan yang diumumkan dipanggil "permainan kata-kata."
• Pada Jun 2016, saintis dan jurutera Jerman Paul Kotsila mengumumkan kempen crowdfunding untuk melancarkan satelit yang dipanggil PocketQube ke angkasa lepas.
• Pada Ogos 2016, Guido Fetta, pengasas Cannae Inc., mengumumkan konsep pelancaran untuk CubeSat, satelit mini yang dilengkapi dengan Cannae Drive (4), iaitu, dalam versi EmDrive anda sendiri.
• Pada Oktober 2016, Roger J. Scheuer, pencipta EmDrive, menerima paten UK dan antarabangsa untuk generasi kedua enjinnya.
• Pada 14 Oktober 2016, temu bual filem dengan Scheuer telah dikeluarkan untuk International Business Times UK. Ia mewakili, antara lain, masa depan dan sejarah pembangunan EmDrive, dan ternyata Jabatan Pertahanan AS dan British, serta Pentagon, NASA dan Boeing, berminat dengan ciptaan itu. Scheuer menyediakan beberapa organisasi ini dengan semua dokumentasi teknikal untuk pemacuan dan demonstrasi EmDrive, menyediakan tujahan 8g dan 18g. Scheuer percaya bahawa pemacu kriogenik EmDrive generasi kedua dijangka mempunyai tujahan setara tan, membolehkan pemacu itu digunakan dalam hampir semua kereta moden.
• Pada 17 November 2016, hasil penyelidikan NASA yang disebutkan di atas telah diterbitkan, yang pada mulanya mengesahkan operasi loji kuasa.

4. Cannae Drive di atas satelit - visualisasi

17 tahun dan masih misteri

5. Roger Scheuer dengan model EmDrivenya

Nama EmDrive yang lebih panjang dan tepat ialah Motor resonator resonans RF. Konsep pemacu elektromagnet telah dibangunkan pada tahun 1999 oleh saintis dan jurutera British Roger Scheuer, pengasas Satellite Propulsion Research Ltd. Pada tahun 2006, beliau menerbitkan artikel mengenai EmDrive dalam New Scientist (5). Teks tersebut telah dikritik hebat oleh para ulama. Pada pendapat mereka, pemacu elektromagnet relativistik berdasarkan konsep yang dibentangkan melanggar undang-undang pemuliharaan momentum, i.e. adalah satu lagi pilihan fantasi tentang.

bagaimanapun Kedua-dua ujian Cina beberapa tahun yang lalu dan yang dijalankan oleh NASA pada musim gugur nampaknya mengesahkan bahawa pergerakan menggunakan tekanan sinaran elektromagnet pada permukaan dan kesan pantulan gelombang elektromagnet dalam pandu gelombang kon membawa kepada perbezaan daya. dan rupa daya tarikan. Kuasa ini, seterusnya, boleh didarab dengan Cermin, diletakkan pada jarak yang sesuai, gandaan separuh panjang gelombang elektromagnet.

Dengan penerbitan hasil eksperimen NASA Eagleworks Lab, kontroversi telah dibangkitkan semula mengenai penyelesaian yang berpotensi revolusioner ini. Percanggahan antara penemuan eksperimen dan teori saintifik sebenar dan undang-undang fizik telah menimbulkan banyak pendapat yang melampau tentang ujian yang dijalankan. Percanggahan antara dakwaan optimis tentang kejayaan dalam perjalanan angkasa dan penafian terbuka terhadap hasil penyelidikan telah menyebabkan ramai untuk berfikir secara mendalam tentang postulat universal dan dilema pengetahuan saintifik dan batasan eksperimen saintifik.

Walaupun lebih tujuh belas tahun telah berlalu sejak Scheuer mendedahkan projek itu, model jurutera British itu tidak boleh menunggu lama untuk pengesahan penyelidikan yang boleh dipercayai. Walaupun eksperimen dengan penggunaannya diulang dari semasa ke semasa, ia tidak diputuskan untuk mengesahkannya dengan betul dan menguji metodologi dalam kajian saintifik tertentu. Situasi dalam hal ini berubah selepas penerbitan yang disebut di atas hasil semakan eksperimen di makmal Amerika Eagleworks. Walau bagaimanapun, sebagai tambahan kepada kesahihan kaedah penyelidikan yang diguna pakai, dari awal lagi, keseluruhan keraguan tidak dapat dihilangkan, yang sebenarnya menjejaskan kredibiliti idea itu sendiri.

Dan Newton?

Untuk menggambarkan sejauh mana masalah dengan prinsip enjin Scheuer, pengkritik cenderung membandingkan pengarang idea EmDrive dengan pemilik kereta yang ingin menggerakkan keretanya dengan menekan cermin depannya dari dalam. Ketidakkonsistenan yang digambarkan dengan prinsip asas dinamik Newtonian masih dianggap sebagai bantahan utama, yang sama sekali tidak termasuk kredibiliti reka bentuk jurutera British. Penentang model Scheuer tidak yakin dengan eksperimen berturut-turut yang tanpa diduga menunjukkan bahawa enjin EmDrive boleh berfungsi dengan cekap.

Sudah tentu, seseorang harus mengakui bahawa keputusan eksperimen yang diperoleh setakat ini mengalami kekurangan asas substantif yang jelas dalam bentuk peruntukan dan corak yang terbukti secara saintifik. Kedua-dua penyelidik dan peminat yang membuktikan kebolehkendalian model enjin elektromagnet mengakui bahawa mereka tidak menemui prinsip fizikal yang disahkan dengan jelas yang akan menjelaskan operasinya sebagai didakwa bertentangan dengan undang-undang dinamik Newton.

6. Taburan hipotesis vektor interaksi dalam silinder EmDrive

Scheuer sendiri, bagaimanapun, menyatakan keperluan untuk mempertimbangkan projeknya berdasarkan mekanik kuantum, dan bukan klasik, seperti yang berlaku dengan pemacu konvensional. Pada pendapatnya, kerja EmDrive adalah berdasarkan pengaruh khusus gelombang elektromagnet ( 6), yang pengaruhnya tidak dicerminkan sepenuhnya dalam prinsip Newton. Selain itu, Scheuer tidak memberikan sebarang bukti yang disahkan secara saintifik dan disahkan secara metodologi.

Walaupun semua pengumuman yang dibuat dan hasil penyelidikan yang menjanjikan, hasil eksperimen NASA Eagleworks Laboratory hanyalah permulaan proses panjang untuk mengesahkan bukti dan membina kredibiliti saintifik projek yang dimulakan oleh Scheuer. Sekiranya hasil eksperimen penyelidikan ternyata boleh diterbitkan semula, dan operasi model juga disahkan dalam keadaan ruang, masih terdapat persoalan yang lebih serius untuk dianalisis. masalah menyelaraskan penemuan dengan prinsip dinamikmanakala tidak boleh disentuh. Kemunculan keadaan sedemikian tidak sepatutnya bermakna penafian teori saintifik semasa atau undang-undang fizikal asas.

Secara teorinya, EmDrive berfungsi menggunakan fenomena tekanan sinaran. Halaju kumpulan gelombang elektromagnet, dan oleh itu daya yang dijana olehnya, mungkin bergantung pada geometri pandu gelombang di mana ia merambat. Menurut idea Scheuer, jika anda membina pandu gelombang kon sedemikian rupa sehingga kelajuan gelombang pada satu hujung berbeza dengan ketara daripada kelajuan gelombang di hujung yang lain, maka dengan memantulkan gelombang antara dua hujung, anda akan mendapat perbezaan dalam tekanan sinaran, iaitu daya yang mencukupi untuk mencapai daya tarikan. Menurut Scheuer, EmDrive tidak melanggar undang-undang fizik, tetapi menggunakan teori Einstein - enjin hanya dalam satu lagi kerangka rujukan daripada gelombang "berfungsi" di dalamnya.

7. Gambar rajah konsep operasi EmDrive

Sukar untuk memahami cara EmDrive berfungsi, tetapi anda tahu kandungannya (7). Bahagian peranti yang paling penting ialah resonator gelombang mikroyang mana sinaran gelombang mikro terhasil ketuhar gelombang mikro (lampu pemancar gelombang mikro digunakan dalam kedua-dua radar dan ketuhar gelombang mikro). Resonator berbentuk serupa dengan kon logam terpotong - satu hujung lebih lebar daripada yang lain. Oleh kerana dimensi yang dipilih dengan betul, gelombang elektromagnet dengan panjang tertentu bergema di dalamnya. Diandaikan bahawa gelombang ini memecut ke arah hujung yang lebih luas dan perlahan ke arah hujung yang lebih sempit. Perbezaan dalam halaju anjakan gelombang harus membawa kepada perbezaan dalam tekanan sinaran yang dikenakan pada hujung bertentangan resonator, dan dengan itu kepada pembentukan pendorongan kenderaan. Urutan ini akan bertindak ke arah pangkalan yang lebih luas. Masalahnya ialah, menurut pengkritik Scheuer, kesan ini mengimbangi kesan gelombang pada dinding sisi kon.

8. Muncung enjin ion

Enjin jet atau roket menolak kenderaan (tujahan) semasa ia mengeluarkan gas pembakaran yang dipercepatkan. Pendorong ion yang digunakan dalam kuar angkasa juga mengeluarkan gas (8), tetapi dalam bentuk ion dipercepatkan dalam medan elektromagnet. EmDrive tidak menyelesaikan semua ini.

Menurut Hukum ketiga Newton pada setiap tindakan terdapat tindak balas yang bertentangan dan sama, iaitu, tindakan bersama dua badan sentiasa sama dan bertentangan. Jika kita bersandar pada dinding, ia juga menekan kita, walaupun ia tidak akan ke mana-mana. Sambil dia bercakap prinsip pengekalan momentumJika daya luaran (interaksi) tidak bertindak ke atas sistem badan, maka sistem ini mempunyai momentum yang tetap. Pendek kata, EmDrive sepatutnya tidak berfungsi. Tetapi ia berkesan. Sekurang-kurangnya itulah yang ditunjukkan oleh peranti pengesanan.

Kuasa prototaip yang dibina setakat ini tidak mengetepikan mereka, walaupun, seperti yang telah kami nyatakan, beberapa enjin ion yang digunakan dalam amalan beroperasi dalam julat mikro-Newtonian ini. Menurut Scheuer, tujahan dalam EmDrive boleh ditingkatkan dengan banyak melalui penggunaan superkonduktor.

Teori Gelombang Perintis

Teori gelombang perintis diberikan oleh penyelidik NASA sebagai asas saintifik yang mungkin untuk operasi EmDrive. Ini adalah teori pembolehubah tersembunyi pertama yang diketahui dibentangkan oleh Louise de Broglie pada tahun 1927, kemudian dilupakan, kemudian ditemui semula dan diperbaiki David Bohm - kini dipanggil teori de Broglie-Bohm. Ia tidak mempunyai masalah yang wujud dalam tafsiran standard mekanik kuantum, seperti keruntuhan serta-merta fungsi gelombang dan masalah pengukuran (dikenali sebagai paradoks kucing Schrödinger).

это teori bukan tempatanini bermakna bahawa pergerakan zarah tertentu dipengaruhi secara langsung oleh gerakan zarah lain dalam sistem. Walau bagaimanapun, bukan ketempatan ini tidak membenarkan maklumat dihantar pada kelajuan yang lebih besar daripada kelajuan cahaya, dan oleh itu tidak bercanggah dengan teori relativiti. Teori gelombang perintis kekal sebagai salah satu daripada beberapa tafsiran mekanik kuantum. Setakat ini, tiada perbezaan eksperimen ditemui antara ramalan teori gelombang perintis dan tafsiran standard mekanik kuantum.

Dalam penerbitannya pada tahun 1926 Max Lahir mencadangkan bahawa fungsi gelombang persamaan gelombang Schrödinger ialah ketumpatan kebarangkalian mencari zarah. Atas idea inilah de Broglie membangunkan teori gelombang perintis dan membangunkan fungsi gelombang perintis. Beliau pada asalnya mencadangkan pendekatan penyelesaian dwi di mana objek kuantum mengandungi gelombang fizikal (gelombang-u) dalam ruang nyata yang mempunyai kawasan tunggal sfera yang menyebabkan tingkah laku seperti zarah. Dalam bentuk teori asal ini, pengkaji tidak membuat postulat kewujudan zarah kuantum. Beliau kemudiannya merumuskan teori gelombang perintis dan membentangkannya di Persidangan Solvay yang terkenal pada tahun 1927. Wolfgang Pauli walau bagaimanapun, dia menganggap bahawa model sedemikian tidak sesuai untuk penyerakan zarah tak anjal. De Broglie tidak menjumpai

kepada jawapan ini dan tidak lama kemudian meninggalkan konsep gelombang perintis. Dia tidak pernah mengembangkan teorinya untuk menutupi rawak.

banyak zarah.

Pada tahun 1952, David Bohm menemui semula teori gelombang perintis. Teori de Broglie-Bohm akhirnya diiktiraf sebagai tafsiran mekanik kuantum yang betul dan mewakili alternatif yang serius kepada tafsiran Copenhagen yang paling popular setakat ini. Yang penting, ia bebas daripada paradoks pengukuran yang mengganggu tafsiran standard mekanik kuantum.

Kedudukan dan momentum zarah adalah pembolehubah terpendam dalam erti kata bahawa setiap zarah mempunyai koordinat dan momentum yang jelas pada bila-bila masa. Walau bagaimanapun, adalah mustahil untuk mengukur kedua-dua kuantiti ini pada masa yang sama, kerana setiap pengukuran satu mengganggu nilai yang lain - mengikut Prinsip ketidakpastian Heisenberg. Set zarah mempunyai gelombang jirim sepadan yang berkembang mengikut persamaan Schrödinger. Setiap zarah mengikut trajektori deterministik yang dikawal oleh gelombang pandu. Diambil bersama, ketumpatan zarah sepadan dengan ketinggian amplitud fungsi gelombang. Fungsi gelombang adalah bebas daripada zarah dan boleh wujud sebagai fungsi gelombang kosong.

Dalam tafsiran Copenhagen, zarah tidak mempunyai lokasi tetap sehingga ia diperhatikan. Dalam teori gelombang

kedudukan perintis zarah ditakrifkan dengan baik, tetapi ini mempunyai pelbagai akibat yang serius untuk keseluruhan fizik - oleh itu

juga teori ini tidak begitu popular. Walau bagaimanapun, ia membolehkan anda menerangkan cara EmDrive berfungsi.

"Jika medium boleh menghantar getaran akustik, maka komponennya boleh berinteraksi dan menghantar momentum," tulis pasukan penyelidik NASA dalam penerbitan November 2016. melanggar undang-undang gerakan Newton."

Salah satu akibat daripada tafsiran ini, nampaknya, ialah EmDrive akan bergerak, seolah-olah "menolak" dari Alam Semesta.

 EmDrive tidak sepatutnya melanggar undang-undang fizik...

…kata Mike McCulloch dari Universiti Plymouth, mencadangkan teori baharu yang mencadangkan cara berfikir yang berbeza tentang gerakan dan inersia objek dengan pecutan yang sangat kecil. Jika dia betul, kami akhirnya akan memanggil pemacu misteri itu "bukan inersia", kerana inersia, iaitu, inersia, yang menghantui penyelidik British.

Inersia adalah ciri semua objek yang mempunyai jisim, bertindak balas terhadap perubahan arah atau pecutan. Dengan kata lain, jisim boleh dianggap sebagai ukuran inersia. Walaupun ini nampaknya kepada kami satu konsep yang terkenal, sifatnya tidak begitu jelas. Konsep McCulloch adalah berdasarkan andaian bahawa inersia adalah disebabkan oleh kesan yang diramalkan oleh relativiti am yang dipanggil Sinaran Unrua ialah sinaran benda hitam bertindak ke atas objek yang memecut. Sebaliknya, kita boleh mengatakan bahawa ia berkembang apabila kita memecut.

Mengenai EmDrive Konsep McCulloch adalah berdasarkan pemikiran berikut: jika foton mempunyai sebarang jisim, mereka mesti mengalami inersia apabila dipantulkan. Walau bagaimanapun, sinaran Unruh adalah sangat kecil dalam kes ini. Begitu kecil sehingga boleh berinteraksi dengan persekitaran terdekatnya. Dalam kes EmDrive, ini ialah kon reka bentuk "enjin". Kon itu membenarkan sinaran Unruh dengan panjang tertentu pada hujung yang lebih luas, dan sinaran panjang yang lebih pendek pada hujung yang lebih sempit. Foton dipantulkan, jadi inersia mereka di dalam ruang mesti berubah. Dan dari prinsip pemuliharaan momentum, yang, bertentangan dengan pendapat yang kerap mengenai EmDrive, tidak dilanggar dalam tafsiran ini, ia mengikuti bahawa daya tarikan harus dicipta dengan cara ini.

Teori McCulloch, di satu pihak, menghapuskan masalah pemuliharaan momentum, dan sebaliknya, ia berada di luar arus perdana saintifik. Dari sudut pandangan saintifik, boleh dipertikaikan untuk menganggap bahawa foton mempunyai jisim inersia. Lebih-lebih lagi, secara logiknya, kelajuan cahaya harus berubah di dalam ruang. Ini agak sukar diterima oleh ahli fizik.

Adakah ia benar-benar rentetan?

Walaupun keputusan positif yang dinyatakan di atas daripada kajian daya tarikan EmDrive, pengkritik masih menentangnya. Mereka ambil perhatian bahawa, bertentangan dengan laporan media, NASA masih belum membuktikan bahawa enjin itu benar-benar berfungsi. Ia mungkin, sebagai contoh, dengan kepastian mutlak kesilapan eksperimendisebabkan, antara lain, oleh penyejatan bahan yang membentuk bahagian sistem pendorong.

Pengkritik berpendapat bahawa kekuatan gelombang elektromagnet dalam kedua-dua arah sebenarnya adalah setara. Kami berurusan dengan lebar bekas yang berbeza, tetapi ini tidak mengubah apa-apa, kerana gelombang mikro, dipantulkan dari hujung yang lebih luas, kembali, jatuh bukan sahaja pada bahagian bawah yang lebih sempit, tetapi juga di dinding. Orang yang ragu-ragu mempertimbangkan untuk mencipta tujahan ringan dengan aliran udara, sebagai contoh, tetapi NASA menolak perkara ini selepas ujian dalam ruang vakum. Pada masa yang sama, saintis lain dengan rendah hati menerima data baharu, mencari jalan untuk mendamaikannya secara bermakna dengan prinsip pemuliharaan momentum.

Sesetengah meragui bahawa eksperimen ini membezakan tujahan khusus enjin dan kesan pemanasan sistem yang dirawat dengan arus elektrik (9). Dalam persediaan percubaan NASA, sejumlah besar tenaga haba memasuki silinder, yang boleh mengubah taburan jisim dan pusat graviti, menyebabkan tujahan EmDrive dikesan dalam peranti pengukur.

9. Imej terma sistem semasa ujian

Peminat EmDrive berkata demikian rahsia terletak, antara lain, dalam bentuk silinder konitulah sebabnya baris itu muncul begitu sahaja. Skeptis menjawab bahawa ia patut menguji penggerak yang mustahil dengan silinder biasa. Kerana jika terdapat teras dalam reka bentuk konvensional, bukan kon, ia akan menjejaskan beberapa dakwaan "mistik" tentang EmDrive, dan juga akan menyokong syak wasangka bahawa kesan haba yang diketahui dari "enjin mustahil" beroperasi dalam persediaan eksperimen.

"Prestasi" enjin, seperti yang diukur oleh eksperimen Eagleworks NASA, juga dipersoalkan. Apabila menggunakan 40 W, tujahan diukur pada tahap 40 mikron - dalam tambah atau tolak 20 mikron. Ini adalah ralat 50%. Selepas meningkatkan kuasa kepada 60 watt, pengukuran prestasi menjadi kurang tepat. Walau bagaimanapun, walaupun kami mengambil data ini pada nilai muka, jenis pemacu baharu masih menghasilkan hanya satu persepuluh kuasa bagi setiap kilowatt elektrik yang boleh dicapai dengan penujah ion maju seperti NSTAR atau NEXT.

Orang yang ragu-ragu memerlukan ujian yang lebih lanjut, lebih teliti dan, sudah tentu, ujian bebas. Mereka ingat bahawa rentetan EmDrive muncul dalam eksperimen Cina pada tahun 2012, dan hilang selepas penambahbaikan kaedah eksperimen dan pengukuran.

Semakan kebenaran dalam orbit

Jawapan terakhir (?) kepada soalan sama ada pemacu berfungsi dengan ruang resonans diilhamkan oleh Guido Fett yang disebutkan di atas - pencipta varian konsep ini yang dipanggil Kanna Drive. Pada pendapatnya, skeptik dan pengkritik akan menutup mulut mereka dengan menghantar satelit yang dikuasakan oleh enjin ini ke orbit. Sudah tentu, ia akan ditutup jika Cannae Drive benar-benar melancarkan satelit.

Satu kuar bersaiz 6 unit CubeSat (iaitu kira-kira 10 × 20 × 30 cm) harus dinaikkan ke ketinggian 241 km, di mana ia akan kekal selama kira-kira setengah tahun. Satelit tradisional sebesar ini kehabisan bahan api pembetulan dalam kira-kira enam minggu. EmDrive berkuasa solar akan mengalih keluar had ini.

Untuk membina peranti itu, Cannae Inc., dikendalikan oleh Fetta, Inc. mengasaskan syarikat dengan LAI International dan SpaceQuest Ltd, mempunyai pengalaman sebagai pembekal alat ganti, termasuk. untuk pengeluar penerbangan dan mikrosatelit. Jika semuanya berjalan lancar, maka Theseus, kerana itulah nama usaha niaga baharu itu, boleh melancarkan mikrosatelit EmDrive pertama pada 2017.

Mereka hanyalah foton, kata orang Finland.

Beberapa bulan sebelum keputusan NASA diterbitkan, jurnal peer-review AIP Advances menerbitkan artikel mengenai enjin EmDrive yang kontroversi. Pengarangnya, profesor fizik Arto Annila dari Universiti Helsinki, Dr. Erkki Kolehmainen dari Universiti Jyväskylä dalam kimia organik, dan ahli fizik Patrick Grahn dari Comsol, berpendapat bahawa EmDrive mendapat tujahan kerana pembebasan foton dari ruang tertutup.

Profesor Annila adalah seorang penyelidik terkenal tentang kuasa alam. Beliau adalah pengarang hampir lima puluh kertas kerja yang diterbitkan dalam jurnal berprestij. Teorinya telah menemui aplikasi dalam kajian tenaga gelap dan jirim gelap, evolusi, ekonomi, dan sains saraf. Annila adalah kategori: EmDrive adalah seperti enjin lain. Mengambil bahan api dan mencipta tujahan.

Dari segi bahan api, semuanya mudah dan jelas kepada semua orang - gelombang mikro dihantar ke enjin. Masalahnya ialah tiada apa yang boleh dilihat daripadanya, jadi orang berfikir bahawa enjin tidak berfungsi. Jadi bagaimana sesuatu yang tidak dapat dikesan boleh keluar daripadanya? Foton melantun ke sana ke mari di dalam ruang. Sebahagian daripada mereka pergi ke arah yang sama dan pada kelajuan yang sama, tetapi fasa mereka dianjak sebanyak 180 darjah. Oleh itu, jika mereka bergerak dalam konfigurasi ini, mereka membatalkan medan elektromagnet satu sama lain. Ia seperti gelombang air yang bergerak bersama-sama apabila satu diimbangi dari yang lain sehingga mereka membatalkan satu sama lain. Air tak surut, masih ada. Begitu juga, foton yang membawa momentum tidak hilang, walaupun ia tidak kelihatan sebagai cahaya. Dan jika gelombang tidak lagi mempunyai sifat elektromagnet, kerana ia telah dihapuskan, maka ia tidak mencerminkan dari dinding ruang dan tidak meninggalkannya. Jadi, kami mempunyai pemanduan kerana pasangan foton.

Sebuah bot yang tenggelam dalam relatif ruang-masa

Ahli fizik terkenal James F. Woodward (10) menganggap, sebaliknya, bahawa asas fizikal untuk pengendalian peranti pendorong jenis baharu ialah apa yang dipanggil serang hendap Maha. Woodward merumuskan teori matematik bukan tempatan berdasarkan prinsip Mach. Walau bagaimanapun, yang paling ketara, teorinya boleh disahkan kerana ia meramalkan kesan fizikal.

Woodward mengatakan bahawa jika ketumpatan jisim-tenaga mana-mana sistem tertentu berubah mengikut masa, jisim sistem itu berubah dengan jumlah yang berkadar dengan derivatif kedua perubahan ketumpatan sistem berkenaan.

Jika, sebagai contoh, kapasitor seramik 1 kg dicas sekali dengan voltan positif, kadangkala negatif yang berubah pada frekuensi 10 kHz dan menghantar kuasa, contohnya, 100 W - Teori Woodward meramalkan bahawa jisim kapasitor harus berubah ± 10 miligram di sekeliling nilai jisim asalnya pada frekuensi 20 kHz. Ramalan ini telah disahkan di makmal dan dengan itu prinsip Mach telah disahkan secara empirikal.

Ernst Mach percaya bahawa badan bergerak secara seragam bukan berkaitan dengan ruang mutlak, tetapi berhubung dengan pusat jisim semua badan lain di Alam Semesta. Inersia jasad adalah hasil interaksinya dengan jasad lain. Menurut ramai ahli fizik, kesedaran penuh prinsip Mach akan membuktikan pergantungan sepenuhnya geometri ruang-masa pada taburan jirim di Alam Semesta, dan teori yang sepadan dengannya ialah teori ruang-masa relatif.

Secara visual, konsep enjin EmDrive ini boleh dibandingkan dengan mendayung di lautan. Dan lautan ini adalah Alam Semesta. Pergerakan itu akan bertindak lebih kurang seperti dayung yang menyelam ke dalam air yang membentuk alam semesta dan menolak dirinya daripadanya. Dan perkara yang paling menarik tentang semua ini ialah fizik kini berada dalam keadaan sedemikian sehingga metafora sedemikian tidak kelihatan seperti fiksyen sains dan puisi sama sekali.

Bukan sahaja EmDrive, atau pemacu angkasa masa hadapan

Walaupun enjin Scheuer hanya memberikan rangsangan yang minimum, ia sudah mempunyai masa depan yang besar dalam perjalanan angkasa lepas yang akan membawa kita ke Marikh dan seterusnya. Walau bagaimanapun, ini bukan satu-satunya harapan untuk enjin kapal angkasa yang sangat pantas dan cekap. Berikut adalah beberapa lagi konsep:

•  pemacu nuklear. Ia akan terdiri daripada menembak bom atom dan mengarahkan kuasa letupan mereka dengan "tong" ke arah buritan kapal. Letupan nuklear akan mewujudkan daya impak yang "menolak" kapal ke hadapan. Pilihan yang tidak boleh meletup adalah dengan menggunakan bahan fisil garam, seperti uranium bromida, yang dilarutkan dalam air. Bahan api sedemikian disimpan dalam barisan bekas, dipisahkan antara satu sama lain oleh lapisan bahan tahan lama, dengan tambahan boron, tahan lama

  penyerap neutron yang menghalangnya daripada mengalir di antara bekas. Apabila kita menghidupkan enjin, bahan dari semua bekas bergabung, yang menyebabkan tindak balas berantai, dan larutan garam dalam air bertukar menjadi plasma, yang, meninggalkan muncung roket dilindungi daripada suhu besar plasma oleh medan magnet, memberikan tujahan yang berterusan. Dianggarkan kaedah ini boleh mempercepatkan roket sehingga 6 m/s dan lebih. Walau bagaimanapun, dengan kaedah ini, sejumlah besar bahan api nuklear diperlukan - untuk kapal seberat seribu tan, ini akan menjadi sebanyak 10 tan. tan uranium.

• Enjin gabungan menggunakan deuterium. Plasma dengan suhu kira-kira 500 juta darjah Celsius, yang memberikan tujahan, memberikan masalah serius bagi pereka bentuk, contohnya, muncung ekzos. Walau bagaimanapun, kelajuan yang secara teorinya boleh dicapai dalam kes ini adalah hampir satu persepuluh daripada kelajuan cahaya, i.e. sehingga 30 XNUMX. km/s. Walau bagaimanapun, pilihan ini masih tidak boleh dilaksanakan secara teknikal.
• Anti jirim. Perkara aneh ini benar-benar wujud - di CERN dan Fermilab, kami berjaya mengumpul kira-kira satu trilion antiproton, atau satu picogram antijirim, menggunakan cincin pengumpul. Secara teorinya, antijirim boleh disimpan dalam perangkap Penning yang dipanggil, di mana medan magnet menghalangnya daripada bertembung dengan dinding bekas. Pemusnahan antimateri secara biasa

  dengan bahan, sebagai contoh, dengan hidrogen, memberikan tenaga besar daripada plasma tenaga tinggi dalam perangkap magnet. Secara teorinya, kenderaan yang dikuasakan oleh tenaga penghapusan jirim dan antijirim boleh mempercepatkan hingga 90% kelajuan cahaya. Walau bagaimanapun, dalam amalan, pengeluaran antimateri adalah sangat sukar dan mahal. Kumpulan tertentu memerlukan sepuluh juta kali lebih tenaga untuk menghasilkan daripada yang boleh dihasilkan kemudian.

• layar solar. Ini adalah konsep pemacu yang telah diketahui selama bertahun-tahun, tetapi masih menunggu, sekurang-kurangnya secara tentatif, untuk direalisasikan. Layar akan beroperasi menggunakan kesan fotoelektrik yang diterangkan oleh Einstein. Walau bagaimanapun, permukaannya mestilah sangat besar. Layar itu sendiri juga mestilah sangat nipis supaya strukturnya tidak terlalu berat.
• Unit pemacu . Pakar hantu mengatakan bahawa ia sudah cukup untuk… meledingkan ruang, yang sebenarnya memendekkan jarak antara kenderaan dan destinasi dan meningkatkan jarak di belakangnya. Oleh itu, penumpang itu sendiri bergerak sedikit, tetapi dalam "gelembung" dia mengatasi jarak yang jauh. Walaupun kedengaran hebat, saintis NASA telah bereksperimen dengan agak serius.

  dengan kesan pada foton. Pada tahun 1994, ahli fizik Dr Miguel Alcubierre mencadangkan teori saintifik yang menerangkan bagaimana enjin sedemikian boleh berfungsi. Malah, ia akan menjadi semacam muslihat - bukannya bergerak lebih laju daripada kelajuan cahaya, ia akan mengubah suai ruang-masa itu sendiri. Malangnya, jangan berharap untuk mendapatkan cakera dalam masa terdekat. Salah satu daripada banyak masalah dengannya ialah kapal yang digerakkan dengan cara ini memerlukan tenaga negatif untuk menggerakkannya. Memang benar jenis tenaga ini diketahui oleh fizik teori - model teori vakum sebagai lautan zarah tenaga negatif yang tidak berkesudahan pertama kali dicadangkan oleh ahli fizik British Paul Dirac pada tahun 1930 untuk menjelaskan kewujudan kuantum tenaga negatif yang diramalkan. negeri. mengikut persamaan Dirac untuk elektron relativistik.

  Dalam fizik klasik, diandaikan bahawa hanya penyelesaian dengan tenaga positif wujud dalam alam semula jadi, dan penyelesaian dengan tenaga negatif tidak masuk akal. Walau bagaimanapun, persamaan Dirac menyatakan kewujudan proses di mana penyelesaian negatif boleh timbul daripada zarah positif "normal", dan oleh itu tidak boleh diabaikan. Walau bagaimanapun, tidak diketahui sama ada tenaga negatif boleh dicipta dalam realiti yang tersedia untuk kita.

  Terdapat banyak masalah dengan pelaksanaan pemacu. Komunikasi nampaknya antara yang paling penting. Sebagai contoh, tidak diketahui bagaimana kapal boleh berkomunikasi dengan kawasan sekitar ruang masa, bergerak lebih pantas daripada kelajuan cahaya? Ini juga akan menghalang pemanduan daripada tersandung atau bermula.