EmDrive virker! Padle kastede sig ud i universet

Fysikken er næsten på kanten af ​​afgrunden. I november 2016 offentliggjorde NASA en videnskabelig rapport om EmDrive-test på Eagleworks Laboratories (1). Heri bekræfter agenturet, at enheden producerer trækkraft, det vil sige, at den virker. Problemet er, at det stadig er uvist, hvorfor det virker...

1. Laboratoriesystem til måling af motortryk EmDrive

2. Skrivning af en streng til EmDrive under test

Forskere og ingeniører ved NASA Eagleworks Laboratories nærmede sig deres forskning meget omhyggeligt. De forsøgte endda at finde potentielle fejlkilder – men uden held. Deres EmDrive-motoren producerede 1,2 ± 0,1 millinewtons tryk pr. kilowatt effekt (2). Dette resultat er diskret og har en samlet effektivitet mange gange lavere end ionrørs, for eksempel Hall thrustere, men dets store fordel er svær at bestride - det kræver ikke noget brændstof.Derfor er det ikke nødvendigt at tage nogen brændstoftank med på en eventuel tur, "ladet" med sin kraft.

Det er ikke første gang, forskere har bevist, at det virker. Ingen har dog endnu kunne forklare hvorfor. NASA-eksperter mener, at denne motors funktion kan forklares pilotbølgeteori. Selvfølgelig er dette ikke den eneste hypotese, der forsøger at forklare den mystiske kilde til sekvensen. Yderligere undersøgelser vil være nødvendige for at bekræfte forskernes antagelser. Vær tålmodig og vær forberedt på efterfølgende påstande om, at EmDrive (3)... Det virker virkelig.

Det handler om acceleration

EmDrive-kabinettet har accelereret og accelereret som en rigtig raketmotor i løbet af de sidste par måneder. Dette bevises af følgende begivenhedsforløb:

• I april 2015 annoncerede José Rodal, Jeremy Mullikin og Noel Munson resultaterne af deres forskning på et forum (dette er et kommercielt websted, på trods af navnet, der ikke er tilknyttet NASA). Som det viste sig, kontrollerede de driften af ​​motoren i et vakuum og eliminerede mulige målefejl, hvilket beviste princippet om drift af denne motor ved hjælp af dem.
• I august 2015 blev resultaterne af en undersøgelse af Martin Taimar fra det tekniske universitet i Dresden offentliggjort. Fysikeren sagde, at EmDrive-motoren fik stød, men dette er slet ikke bevis for dens funktion. Formålet med Taimars eksperiment var at teste bivirkningerne af tidligere metoder, der blev brugt til at teste motoren. Selve eksperimentet blev dog kritiseret for unøjagtig opførsel, målefejl, og de annoncerede resultater blev kaldt en "leg med ord".
• I juni 2016 annoncerede den tyske videnskabsmand og ingeniør Paul Kotsila en crowdfunding-kampagne for at opsende en satellit kaldet PocketQube ud i rummet.
• I august 2016 annoncerede Guido Fetta, grundlægger af Cannae Inc., lanceringskonceptet for CubeSat, en miniaturesatellit udstyret med Cannae Drive (4), det vil sige i din egen version af EmDrive.
• I oktober 2016 modtog Roger J. Scheuer, opfinderen af ​​EmDrive, britiske og internationale patenter for anden generation af sin motor.
• Den 14. oktober 2016 blev et filminterview med Scheuer udgivet til International Business Times UK. Den repræsenterer blandt andet fremtiden og historien om udviklingen af ​​EmDrive, og det viste sig, at det amerikanske og britiske forsvarsministerium samt Pentagon, NASA og Boeing var interesserede i opfindelsen. Scheuer forsynede nogle af disse organisationer med al den tekniske dokumentation for drevet og demonstrationer af EmDrive, der giver 8 g og 18 g thrust. Scheuer mener, at den anden generation af EmDrive kryogene drev forventes at have et ton-ækvivalent tryk, hvilket gør det muligt for drevet at bruges i næsten alle moderne biler.
• Den 17. november 2016 blev de ovennævnte NASA-forskningsresultater offentliggjort, som i første omgang bekræftede kraftværkets drift.

4. Cannae Drive ombord på satellitten - visualisering

17 år og stadig et mysterium

5. Roger Scheuer med en model af hans EmDrive

Det længere og mere nøjagtige navn på EmDrive er RF resonans resonator motor. Det elektromagnetiske drevkoncept blev udviklet i 1999 af den britiske videnskabsmand og ingeniør Roger Scheuer, grundlægger af Satellite Propulsion Research Ltd. I 2006 publicerede han en artikel om EmDrive i New Scientist (5). Teksten er blevet stærkt kritiseret af forskere. Efter deres mening bryder en relativistisk elektromagnetisk drift baseret på det præsenterede koncept loven om bevarelse af momentum, dvs. er en anden fantasy mulighed om.

dog Både de kinesiske test udført for et par år siden og dem, NASA udførte i efteråret, ser ud til at bekræfte, at bevægelse ved hjælp af elektromagnetisk strålingstryk på overfladen og effekten af ​​elektromagnetisk bølgereflektion i en konisk bølgeleder fører til en kraftforskel. og udseendet af trækkraft. Denne effekt kan til gengæld ganges med Lustra, placeret i passende afstand, et multiplum af halvdelen af ​​den elektromagnetiske bølges længde.

Med offentliggørelsen af ​​resultaterne af NASA Eagleworks Lab-eksperimentet er kontroversen genoplivet om denne potentielt revolutionerende løsning. Uoverensstemmelserne mellem eksperimentelle resultater og faktisk videnskabelig teori og fysikkens love har givet anledning til mange ekstreme meninger om de udførte tests. Uoverensstemmelsen mellem optimistiske påstande om et gennembrud inden for rumfart og åben benægtelse af forskningsresultater har fået mange til at tænke dybt over videnskabelig videns universelle postulater og dilemmaer og videnskabelige eksperimenters begrænsninger.

Selvom der var gået mere end sytten år siden Scheuers afsløring af projektet, kunne den britiske ingeniørs model ikke vente længe på pålidelig forskningsverifikation. Selvom eksperimenter med dets anvendelse blev gentaget fra tid til anden, blev det ikke besluttet at validere dem korrekt og teste metoden i en specifik videnskabelig undersøgelse. Situationen i denne henseende ændrede sig efter den ovennævnte offentliggørelse af de peer-reviewede resultater af forsøget i det amerikanske laboratorium Eagleworks. Ud over den vedtagne forskningsmetodes beviste legitimitet blev hele rækken af ​​tvivl dog ikke fjernet fra begyndelsen, hvilket faktisk underminerede troværdigheden af ​​selve ideen.

Og Newton?

For at illustrere omfanget af problemet med Scheuers motorprincip har kritikere en tendens til at sammenligne forfatteren til EmDrive-ideen med en bilejer, der ønsker at få sin bil til at bevæge sig ved at trykke mod sin forrude indefra. Den således illustrerede inkonsekvens med de grundlæggende principper for newtonsk dynamik betragtes stadig som hovedindvendingen, hvilket fuldstændigt udelukker troværdigheden af ​​den britiske ingeniørs design. Modstandere af Scheuers model blev ikke overbevist af successive eksperimenter, som uventet viste, at EmDrive-motoren kunne arbejde effektivt.

Selvfølgelig må man indrømme, at de hidtil opnåede eksperimentelle resultater lider under fraværet af et klart indholdsmæssigt grundlag i form af videnskabeligt beviste bestemmelser og mønstre. Både forskere og entusiaster, der beviser den elektromagnetiske motormodels funktionsdygtighed, indrømmer, at de ikke har fundet et klart bekræftet fysisk princip, der ville forklare dens funktion som angiveligt i strid med Newtons love for dynamik.

6. Hypotetisk fordeling af interaktionsvektorer i EmDrive cylinderen

Scheuer selv postulerer imidlertid behovet for at overveje sit projekt ud fra kvantemekanik og ikke klassisk, som det er tilfældet med konventionelle drev. Efter hans mening er arbejdet i EmDrive baseret på specifik påvirkning af elektromagnetiske bølger ( 6), hvis indflydelse ikke fuldt ud afspejles i Newtons principper. Scheuer leverer heller ikke noget videnskabeligt verificeret og metodisk verificeret bevis.

På trods af alle meddelelser og lovende forskningsresultater er resultaterne af NASA Eagleworks Laboratory-eksperimentet kun begyndelsen på en lang proces med at verificere beviserne og opbygge den videnskabelige troværdighed af det projekt, som Scheuer har iværksat. Hvis resultaterne af forskningseksperimenter viser sig at være reproducerbare, og modellens funktion også bekræftes i rumforhold, er der stadig et meget mere alvorligt spørgsmål til analyse. problemet med at forene opdagelsen med dynamikkens princippermens de er urørlige. Fremkomsten af ​​en sådan situation bør ikke automatisk betyde en benægtelse af den nuværende videnskabelige teori eller grundlæggende fysiske love.

Teoretisk arbejder EmDrive ved hjælp af fænomenet strålingstryk. Gruppehastigheden af ​​en elektromagnetisk bølge, og dermed den kraft, der genereres af den, kan afhænge af geometrien af ​​den bølgeleder, hvori den udbreder sig. Ifølge Scheuers idé, hvis man bygger en konisk bølgeleder på en sådan måde, at bølgens hastighed i den ene ende er væsentligt forskellig fra bølgens hastighed i den anden ende, så vil man ved at reflektere bølgen mellem de to ender, få en forskel i strålingstryk, dvs. en kraft tilstrækkelig til at opnå trækkraft. Ifølge Scheuer overtræder EmDrive ikke fysikkens love, men bruger Einsteins teori – motoren er simpelthen i en anden referenceramme end den "arbejdende" bølge inde i den.

7. Konceptuelt diagram over EmDrive-drift

Det er svært at forstå, hvordan EmDrive fungerer, men du ved, hvad det består af (7). Den vigtigste del af enheden er resonator mikrofalowyhvortil mikrobølgestrålingen genereres mikrobølgeovn (mikrobølgeemitterende lampe bruges i både radar og mikrobølgeovne). Resonatoren ligner i formen en afkortet metalkegle - den ene ende er bredere end den anden. På grund af korrekt valgte dimensioner resonerer elektromagnetiske bølger af en vis længde i den. Det antages, at disse bølger accelererer mod den bredere ende og bremser mod den smallere ende. Forskellen i bølgeforskydningshastigheden bør føre til en forskel i strålingstrykket på de modsatte ender af resonatoren og dermed til dannelsen køretøjs fremdrift. Denne sekvens vil virke mod den bredere base. Problemet er, at denne effekt ifølge Scheuers kritikere kompenserer for bølgernes påvirkning på keglens sidevægge.

8. Ionmotordyse

En jet- eller raketmotor skubber køretøjet (tryk), mens det udstøder accelereret forbrændingsgas. Ionthrusteren, der bruges i rumsonder, udsender også gas (8), men i form af ioner accelereret i et elektromagnetisk felt. EmDrive blæser ikke noget af dette ud.

ifølge Newtons tredje lov til enhver handling er der en modsat og lige reaktion, det vil sige, at to legemers gensidige handlinger altid er lige og modsatte. Hvis vi læner os op ad væggen, presser det også på os, selvom det ikke vil gå nogen steder. Som han taler princippet om bevarelse af momentumHvis ydre kræfter (interaktioner) ikke virker på et system af kroppe, så har dette system et konstant momentum. Kort sagt burde EmDrive ikke virke. Men det virker. Det er i hvert fald, hvad detektionsenhederne viser.

Kraften af ​​de prototyper, der er bygget indtil nu, slår dem ikke væk fra deres fødder, selvom, som vi allerede har nævnt, nogle af de ionmotorer, der anvendes i praksis, opererer i disse mikro-Newtonske områder. Ifølge Scheuer kan fremdriften i EmDrive øges kraftigt ved brug af superledere.

Pilotbølgeteori

Pilotbølgeteorien blev givet af NASA-forskere som et muligt videnskabeligt grundlag for driften af ​​EmDrive. Dette er den første kendte teori om skjulte variabler præsenteret af Louise de Broglie i 1927, senere glemt, så genopdaget og forbedret David Bohm - hedder nu de Broglie-Bohm teori. Det er blottet for de problemer, der findes i standardfortolkningen af ​​kvantemekanik, såsom det øjeblikkelige sammenbrud af bølgefunktionen og måleproblemet (kendt som Schrödingers katteparadoks).

dette ikke-lokal teoridet betyder, at en given partikels bevægelse er direkte påvirket af bevægelsen af ​​andre partikler i systemet. Denne ikke-lokalitet tillader imidlertid ikke, at information transmitteres med en hastighed, der er større end lysets hastighed, og er derfor ikke i modstrid med relativitetsteorien. Pilotbølgeteorien er fortsat en af ​​flere fortolkninger af kvantemekanik. Indtil videre er der ikke fundet nogen eksperimentelle forskelle mellem forudsigelserne fra pilotbølgeteorien og standardfortolkningen af ​​kvantemekanik.

I hans udgivelse fra 1926 Max Born foreslået, at bølgefunktionen af ​​Schrödinger-bølgeligningen er sandsynligheden for at finde en partikel. Det var for denne idé, at de Broglie udviklede pilotbølgeteorien og udviklede pilotbølgefunktionen. Han foreslog oprindeligt en dobbelt løsningstilgang, hvor et kvanteobjekt indeholder en fysisk bølge (u-bølge) i det virkelige rum med et sfærisk singulær område, der forårsager partikellignende adfærd. I denne originale form for teori postulerede forskeren ikke eksistensen af ​​en kvantepartikel. Han formulerede senere pilotbølgeteorien og præsenterede den på den berømte Solvay-konference i 1927. Wolfgang Pauli dog antog han, at en sådan model ikke ville være korrekt for uelastisk partikelspredning. De Broglie fandt ikke

til dette svar og forlod snart pilotbølgekonceptet. Han udviklede aldrig sin teori til at dække tilfældigheder.

mange partikler.

I 1952 genopdagede David Bohm pilotbølgeteorien. De Broglie-Bohm-teorien blev til sidst anerkendt som den korrekte fortolkning af kvantemekanik og repræsenterer et seriøst alternativ til den mest populære københavnske fortolkning til dato. Det er vigtigt, at det er fri for måleparadokset, der forstyrrer standardfortolkningen af ​​kvantemekanik.

Partiklernes positioner og momentum er latente variable i den forstand, at hver partikel har veldefinerede koordinater og momentum til enhver tid. Det er dog umuligt at måle begge disse størrelser på samme tid, da hver måling af den ene forstyrrer værdien af ​​den anden - iflg. Heisenbergs usikkerhedsprincip. Sættet af partikler har en tilsvarende stofbølge, der udvikler sig ifølge Schrödinger-ligningen. Hver partikel følger en deterministisk bane styret af en pilotbølge. Samlet svarer tætheden af ​​partikler til højden af ​​amplituden af ​​bølgefunktionen. Bølgefunktionen er uafhængig af partikler og kan eksistere som en tom bølgefunktion.

I den københavnske fortolkning har partikler ikke en fast placering, før de er observeret. I bølgeteori

partiklernes pilotpositioner er veldefinerede, men det har forskellige alvorlige konsekvenser for hele fysikken - derfor

også denne teori er ikke særlig populær. Det giver dig dog mulighed for at forklare, hvordan EmDrive fungerer.

"Hvis et medie kan transmittere akustiske vibrationer, så kan dets komponenter interagere og transmittere momentum," skriver NASA-forskerholdet i en publikation fra november 2016. krænke Newtons bevægelseslove."

En af konsekvenserne af denne fortolkning er tilsyneladende, at EmDrive vil bevæge sig, som om den "skubber af" fra universet.

 EmDrive bør ikke bryde fysikkens love...

...siger Mike McCulloch fra University of Plymouth og foreslår en ny teori, der foreslår en anden måde at tænke på bevægelse og inerti af objekter med meget små accelerationer. Hvis han havde ret, ville vi ende med at kalde den mystiske drift "ikke-inerti", for det er inerti, altså inerti, der hjemsøger den britiske forsker.

Inerti er karakteristisk for alle objekter, der har masse, reagerer på en retningsændring eller på acceleration. Med andre ord kan masse opfattes som et mål for inerti. Selvom dette forekommer os at være et velkendt koncept, er dets natur ikke så indlysende. McCullochs koncept er baseret på antagelsen om, at inerti opstår fra en effekt forudsagt af den generelle relativitetsteori kaldet Unru strålinga er sortlegemestråling, der virker på accelererende objekter. På den anden side kan vi sige, at det vokser, når vi accelererer.

Om EmDrive McCullochs koncept er baseret på følgende tanke: hvis fotoner har nogen masse, skal de opleve inerti, når de reflekteres. Imidlertid er Unruh-strålingen meget lille i dette tilfælde. Så lille, at den kan interagere med sit nærmiljø. I tilfældet med EmDrive er dette keglen i "motor"-designet. Keglen giver mulighed for Unruh-stråling af en vis længde i den bredere ende og stråling af en kortere længde i den smallere ende. Fotonerne reflekteres, så deres inerti i kammeret skal ændres. Og af princippet om bevarelse af momentum, som, i modsætning til de hyppige meninger om EmDrive, ikke er overtrådt i denne fortolkning, følger det, at trækkraft skal skabes på denne måde.

McCullochs teori eliminerer på den ene side problemet med bevarelse af momentum, og på den anden side er den på sidelinjen af ​​den videnskabelige mainstream. Fra et videnskabeligt synspunkt er det diskutabelt at antage, at fotoner har en inertimasse. Desuden, logisk set, bør lysets hastighed ændre sig inde i kammeret. Dette er ret svært for fysikere at acceptere.

Er det virkelig en snor?

På trods af de førnævnte positive resultater fra EmDrive-traktionsundersøgelsen er kritikerne stadig imod det. De bemærker, at i modsætning til mediernes rapporter, har NASA endnu ikke bevist, at motoren rent faktisk virker. Det er for eksempel muligt med absolut sikkerhed eksperimentelle fejlforårsaget blandt andet af fordampning af materialer, der udgør dele af fremdriftssystemet.

Kritikere hævder, at styrken af ​​en elektromagnetisk bølge i begge retninger faktisk er ækvivalent. Vi har at gøre med en anden bredde af beholderen, men dette ændrer ikke noget, fordi mikrobølgerne, reflekteret fra den bredere ende, vender tilbage, falder ikke kun på den smallere bund, men også på væggene. Skeptikere overvejede for eksempel at skabe lystryk med luftstrøm, men NASA udelukkede dette efter test i et vakuumkammer. Samtidig accepterede andre videnskabsmænd ydmygt de nye data og ledte efter en måde at forene dem meningsfuldt med princippet om bevarelse af momentum.

Nogle tvivler på, at der i dette eksperiment skelnes mellem motorens specifikke drivkraft og varmeeffekten af ​​systemet behandlet med elektrisk strøm (9). I NASAs eksperimentelle opsætning kommer der en meget stor mængde termisk energi ind i cylinderen, som kan ændre massefordelingen og tyngdepunktet, hvilket gør, at EmDrive-fremstødet bliver detekteret i måleapparaterne.

9. Termiske billeder af systemet under test

Det siger EmDrive-entusiaster hemmeligheden ligger blandt andet i formen af ​​en konisk cylinderdet er derfor stregen bare vises. Skeptikere svarer, at det ville være værd at teste den umulige aktuator med en normal cylinder. For hvis der var fremdrift i et så konventionelt, ikke-konisk design, ville det underminere nogle af de "mystiske" påstande om EmDrive, og det ville også understøtte mistanken om, at de kendte termiske effekter af den "umulige motor" virker i forsøgsopstilling.

Motorens "ydelse", målt ved NASAs Eagleworks-eksperimenter, er også tvivlsom. Ved brug af 40 W blev trykkraften målt til niveauet 40 mikron - indenfor plus eller minus 20 mikron. Dette er 50% fejl. Efter at have øget effekten til 60 watt blev ydeevnemålingerne endnu mindre nøjagtige. Men selvom vi tager disse data for pålydende, den nye type drev producerer stadig kun en tiendedel af den effekt pr. kilowatt elektricitet, der kan opnås med avancerede ion-thrustere som NSTAR eller NEXT.

Skeptikere efterlyser yderligere, mere grundige og naturligvis uafhængige tests. De husker, at EmDrive-strengen dukkede op i kinesiske eksperimenter tilbage i 2012 og forsvandt efter forbedringen af ​​eksperimentelle og målemetoder.

Truth check i kredsløb

Det endelige (?) svar på spørgsmålet om, hvorvidt drevet fungerer med et resonanskammer, er udtænkt af førnævnte Guido Fett - opfinderen af ​​en variant af dette koncept kaldet Kanna Drive. Efter hans mening vil skeptikere og kritikere få deres mund lukket ved at sende en satellit drevet af denne motor i kredsløb. Selvfølgelig vil det lukke, hvis Cannae Drive rent faktisk opsender en satellit.

En sonde på størrelse med 6 CubeSat-enheder (dvs. ca. 10 × 20 × 30 cm) bør hæves til en højde på 241 km, hvor den vil blive i omkring et halvt år. Traditionelle satellitter af denne størrelse løber tør for korrektionsbrændstof på omkring seks uger. Solcelledrevet EmDrive vil fjerne denne begrænsning.

For at konstruere enheden, Cannae Inc., drevet af Fetta, Inc. stiftet et firma med LAI International og SpaceQuest Ltd, med erfaring som leverandør af reservedele, inkl. for luftfart og mikrosatellitproducent. Hvis alt går vel, så Theseus, fordi det er navnet på det nye foretagende, kunne lancere den første EmDrive mikrosatellit i 2017.

De er intet andet end fotoner, siger finnerne.

Et par måneder før NASAs resultater blev offentliggjort, offentliggjorde det peer-reviewede tidsskrift AIP Advances en artikel om den kontroversielle EmDrive-motor. Dets forfattere, fysikprofessor Arto Annila fra Helsinki Universitet, Dr. Erkki Kolehmainen fra Jyväskylä Universitet i organisk kemi og fysiker Patrick Grahn fra Comsol, hævder, at EmDrive får fremdrift på grund af frigivelsen af ​​fotoner fra et lukket kammer.

Professor Annila er en kendt forsker i naturens kræfter. Han er forfatter til næsten halvtreds artikler udgivet i prestigefyldte tidsskrifter. Hans teorier har fundet anvendelser i studiet af mørk energi og mørkt stof, evolution, økonomi og neurovidenskab. Annila er kategorisk: EmDrive er som enhver anden motor. Tager brændstof og skaber fremdrift.

På brændstofsiden er alt enkelt og klart for alle - mikrobølger sendes til motoren. Problemet er, at der ikke kan ses noget på det, så folk tror, ​​at motoren ikke virker. Så hvordan kan der komme noget uopdageligt ud af det? Fotoner hopper frem og tilbage i kammeret. Nogle af dem går i samme retning og med samme hastighed, men deres fase er forskudt med 180 grader. Derfor, hvis de rejser i denne konfiguration, annullerer de hinandens elektromagnetiske felter. Det er ligesom bølger af vand, der bevæger sig sammen, når den ene er forskudt fra den anden, så de ophæver hinanden. Vandet går ikke væk, det er der stadig. På samme måde forsvinder fotoner, der bærer momentum, ikke, selvom de ikke er synlige som lys. Og hvis bølgerne ikke længere har elektromagnetiske egenskaber, fordi de er blevet elimineret, så reflekterer de ikke fra kammerets vægge og forlader det ikke. Så vi har et drev på grund af fotonpar.

En båd nedsænket i relativ rumtid

Den kendte fysiker James F. Woodward (10) vurderer derimod, at det fysiske grundlag for driften af ​​en ny type fremdriftsanordning er den såkaldte baghold Maha. Woodward formulerede en ikke-lokal matematisk teori baseret på Machs princip. Mest bemærkelsesværdigt er hans teori dog verificerbar, fordi den forudsiger fysiske effekter.

Woodward siger, at hvis masse-energitætheden for et givet system ændrer sig med tiden, ændres massen af ​​det system med en mængde, der er proportional med den anden afledede af ændringen i tætheden af ​​det pågældende system.

Hvis for eksempel en 1 kg keramisk kondensator oplades én gang med en positiv, nogle gange negativ spænding, der ændrer sig ved en frekvens på 10 kHz og sender effekt, for eksempel 100 W - forudsiger Woodwards teori, at kondensatorens masse skal ændre sig ± 10 milligram omkring sin oprindelige masseværdi ved en frekvens på 20 kHz. Denne forudsigelse er blevet bekræftet i laboratoriet og dermed er Machs princip blevet empirisk bekræftet.

Ernst Mach mente, at kroppen bevæger sig ensartet ikke i forhold til det absolutte rum, men i forhold til massecentret af alle andre kroppe i universet. Et legemes inerti er resultatet af dets interaktion med andre kroppe. Ifølge mange fysikere ville den fulde realisering af Machs princip bevise rumtidsgeometriens fuldstændige afhængighed af stoffordelingen i universet, og den tilsvarende teori ville være teorien om relativ rumtid.

Visuelt kan dette koncept med EmDrive-motoren sammenlignes med roning i havet. Og dette hav er universet. Bevægelsen vil virke mere eller mindre som en åre, der dykker ned i vandet, der udgør universet, og frastøder sig selv fra det. Og det mest interessante ved alt dette er, at fysikken nu er i en sådan tilstand, at sådanne metaforer slet ikke virker som science fiction og poesi.

Ikke kun EmDrive eller fremtidens rumdrev

Selvom Scheuer-motoren kun har givet et minimalt løft, har den allerede en stor fremtid inden for rumrejser, der vil tage os til Mars og videre. Dette er dog ikke det eneste håb for en rigtig hurtig og effektiv rumfartøjsmotor. Her er nogle flere begreber:

•  atomdrev. Det ville bestå i at affyre atombomber og rette kraften fra deres eksplosion med "tønden" mod skibets agterstavn. Atomeksplosioner vil skabe en slagkraft, der "skubber" skibet fremad. En ikke-eksplosiv mulighed ville være at bruge et salt fissilt materiale, såsom uraniumbromid, opløst i vand. Sådant brændstof opbevares i en række beholdere, adskilt fra hinanden af ​​et lag af holdbart materiale, med tilsætning af bor, holdbart

  en neutronabsorber, der forhindrer dem i at flyde mellem beholdere. Når vi starter motoren, kombineres materialet fra alle beholderne, hvilket forårsager en kædereaktion, og opløsningen af ​​salt i vand bliver til plasma, som efterlader raketdysen beskyttet mod plasmaets enorme temperatur af et magnetfelt, giver et konstant skub. Det anslås, at denne metode kan accelerere raketten op til 6 m/s og endnu mere. Men med denne metode er der brug for store mængder atombrændsel - for et skib, der vejer tusind tons, ville det være helt op til 10 tons. tons uran.

• Fusionsmotor ved hjælp af deuterium. Plasma med en temperatur på omkring 500 millioner grader Celsius, som giver tryk, udgør et alvorligt problem for designere, for eksempel udstødningsdyser. Den hastighed, der teoretisk kunne opnås i dette tilfælde, er dog tæt på en tiendedel af lysets hastighed, dvs. op til 30 XNUMX. km/s. Denne mulighed er dog stadig teknisk umulig.
• Antistof. Denne mærkelige ting eksisterer virkelig - hos CERN og Fermilab lykkedes det os at indsamle omkring en billion antiprotoner, eller et pikogram antistof, ved hjælp af samleringe. Teoretisk kan antistof opbevares i såkaldte Penning-fælder, hvori magnetfeltet forhindrer det i at kollidere med beholderens vægge. Udslettelse af antistof ved alm

  med et stof, for eksempel med brint, giver gigantisk energi fra et højenergiplasma i en magnetfælde. Teoretisk set kunne et køretøj drevet af udslettelsesenergien af ​​stof og antistof accelerere til 90% af lysets hastighed. Men i praksis er produktionen af ​​antistof ekstremt vanskelig og dyr. En given batch kræver ti millioner gange mere energi at producere, end den kan producere senere.

• solsejl. Dette er et drive-koncept, som har været kendt i mange år, men som stadig venter, i hvert fald foreløbigt, på at blive realiseret. Sejlene vil fungere ved hjælp af den fotoelektriske effekt beskrevet af Einstein. Deres overflade skal dog være meget stor. Selve sejlet skal også være meget tyndt, så strukturen ikke vejer for meget.
• Drive enhed . Fantomister siger, at det er nok at... fordreje rummet, hvilket faktisk forkorter afstanden mellem køretøjet og destinationen og øger afstanden bag det. Således bevæger passageren sig kun lidt, men i "boblen" overvinder han en enorm afstand. Hvor fantastisk det end lyder, så har NASA-forskere eksperimenteret ganske seriøst.

  med effekter på fotoner. I 1994 foreslog fysikeren Dr. Miguel Alcubierre en videnskabelig teori, der beskrev, hvordan en sådan motor kunne fungere. Faktisk ville det være en slags trick – i stedet for at bevæge sig hurtigere end lysets hastighed, ville det ændre rumtiden selv. Desværre regner du ikke med at få disken på et tidspunkt. Et af de mange problemer med det er, at et skib, der drives på denne måde, skal bruge negativ energi til at drive det. Det er rigtigt, at denne type energi er kendt af teoretisk fysik - den teoretiske model af vakuumet som et uendeligt hav af negative energipartikler blev først foreslået af den britiske fysiker Paul Dirac i 1930 for at forklare eksistensen af ​​forudsagt negativ energikvante. stater. ifølge Dirac-ligningen for relativistiske elektroner.

  I klassisk fysik antages det, at der kun findes en løsning med positiv energi i naturen, og en løsning med negativ energi giver ikke mening. Dirac-ligningen postulerer imidlertid eksistensen af ​​processer, hvor en negativ løsning kan opstå fra "normale" positive partikler, og derfor ikke kan ignoreres. Det vides dog ikke, om negativ energi kan skabes i den virkelighed, der er tilgængelig for os.

  Der er mange problemer med implementeringen af ​​drevet. Kommunikation ser ud til at være en af ​​de vigtigste. For eksempel vides det ikke, hvordan et skib kunne kommunikere med de omgivende områder af rum-tid, der bevæger sig hurtigere end lysets hastighed? Dette vil også forhindre drevet i at snuble eller starte.