EmDrive jalan! Ngawelah terjun ka jagat raya

Fisika ampir tepi ka jurang. Dina bulan Nopémber 2016, NASA nyebarkeun laporan ilmiah ngeunaan uji EmDrive di Eagleworks Laboratories (1). Di jerona, lembaga negeskeun yén alatna ngahasilkeun daya tarik, nyaéta, éta jalan. Masalahna nyaéta éta masih teu dipikanyaho naha éta tiasa dianggo ...

1. Sistem laboratorium pikeun ngukur dorong mesin EmDrive

2. Nulis string ka EmDrive salila nguji

Élmuwan sareng insinyur di NASA Eagleworks Laboratories ngadeukeutan panalungtikanana taliti pisan. Aranjeunna malah diusahakeun neangan sagala sumber poténsi kasalahan - tapi euweuh avail. aranjeunna mesin EmDrive dihasilkeun 1,2 ± 0,1 millinewtons dorong per kilowatt kakuatan (2). hasilna ieu unobtrusive sarta ngabogaan efisiensi sakabéh sababaraha kali leuwih handap tina tabung ion, contona, thrusters Aula, tapi kaunggulan hébat na hese sengketa - teu merlukeun suluh nanaon.Ku alatan éta, teu kudu mawa sareng anjeun dina perjalanan mungkin wae tanki bahan beuleum, "dieusian" kalawan kakuatan na.

Ieu sanés pertama kalina peneliti ngabuktikeun yén éta tiasa dianggo. Sanajan kitu, teu saurang ogé geus bisa ngajelaskeun naha. Ahli NASA yakin yén operasi mesin ieu bisa dipedar téori gelombang pilot. Tangtu, ieu teu hijina hipotesa nyoba ngajelaskeun sumber misterius tina runtuyan. Panalitian salajengna bakal diperyogikeun pikeun mastikeun asumsi para ilmuwan. Sabar sareng siap pikeun klaim salajengna yén EmDrive (3)… Ieu bener jalan.

Ieu ngeunaan akselerasi

Kasus EmDrive parantos ngagancangan sareng ngagancangan sapertos mesin rokét nyata dina sababaraha bulan kapengker. Ieu dibuktikeun ku runtuyan acara di handap ieu:

• Dina April 2015, José Rodal, Jeremy Mullikin, jeung Noel Munson ngumumkeun hasil panalungtikan maranéhanana dina forum (ieu situs komérsial, sanajan ngaranna, teu gawe bareng jeung NASA). Sakumaha anu kabuktian, aranjeunna pariksa operasi mesin dina vakum sareng ngaleungitkeun kamungkinan kasalahan pangukuran, ngabuktikeun prinsip operasi mesin ieu ngagunakeunana.
• Dina Agustus 2015, hasil ulikan Martin Taimar ti Universitas Téknis Dresden diterbitkeun. Fisikawan nyarios yén mesin EmDrive parantos didorong, tapi ieu sanés buktina operasina. Tujuan tina ékspérimén Taimar nyaéta pikeun nguji efek samping tina métode saméméhna anu digunakeun pikeun nguji mesin. Tapi, ékspérimén sorangan dikritik kusabab kalakuan anu teu akurat, kasalahan pangukuran, sareng hasil anu diumumkeun disebut "maénkeun kecap".
• Dina Juni 2016, élmuwan Jerman sarta insinyur Paul Kotsila ngumumkeun kampanye crowdfunding pikeun ngajalankeun satelit disebut PocketQube kana spasi.
• Dina Agustus 2016, Guido Fetta, pangadeg Cannae Inc., ngumumkeun konsép peluncuran pikeun CubeSat, satelit miniatur anu dilengkepan Cannae Drive (4), nyaéta, dina versi EmDrive anjeun sorangan.
• Dina Oktober 2016, Roger J. Scheuer, panemu EmDrive, nampi patén-patén Inggris sareng internasional pikeun generasi kadua mesin na.
• Dina 14 Oktober 2016, wawancara pilem sareng Scheuer dirilis pikeun International Business Times UK. Ieu ngagambarkeun, diantara hal séjén, masa depan jeung sajarah ngembangkeun EmDrive, sarta tétéla yén AS jeung Britania Departemén Pertahanan, kitu ogé pentagon, NASA jeung Boeing, museurkeun penemuan teh. Scheuer nyayogikeun sababaraha organisasi ieu sareng sadaya dokuméntasi téknis pikeun drive sareng demonstrasi EmDrive anu nganteurkeun dorong 8g sareng 18g. Scheuer yakin yén drive cryogenic EmDrive generasi kadua diperkirakeun gaduh dorong anu sarimbag ton, ngamungkinkeun drive ka dipaké dina ampir sakabéh mobil modern.
• Dina 17 Nopémber 2016, hasil panalungtikan NASA anu disebut di luhur diterbitkeun, anu mimitina dikonfirmasi operasi pembangkit listrik.

4. Cannae Girang numpak satelit - visualisasi

17 taun sareng masih misteri

5. Roger Scheuer kalawan modél EmDrive na

Ngaran anu langkung panjang sareng langkung akurat tina EmDrive nyaéta RF résonansi resonator motor. Konsep drive éléktromagnétik dikembangkeun dina 1999 ku élmuwan Inggris sareng insinyur Roger Scheuer, pangadeg Satellite Propulsion Research Ltd. Taun 2006, anjeunna medalkeun artikel ngeunaan EmDrive di New Scientist (5). Téks ieu dikritik pisan ku para sarjana. Dina pamadegan maranéhna, hiji drive éléktromagnétik relativistic dumasar kana konsép dibere ngalanggar hukum konservasi moméntum, i.e. nyaeta pilihan lamunan sejen ngeunaan.

kumaha oge Kadua tés Cina sababaraha taun ka pengker sareng anu dilakukeun ku NASA dina usum gugur sigana mastikeun yén gerakan nganggo tekanan radiasi éléktromagnétik dina permukaan sareng pangaruh pantulan gelombang éléktromagnétik dina pandu gelombang kerucut ngabalukarkeun bédana gaya. jeung penampilan traction. kakuatan ieu, kahareupna bisa dikalikeun ku Eunteung, ditempatkeun dina jarak anu pas, kelipatan satengah panjang gelombang éléktromagnétik.

Jeung publikasi hasil percobaan NASA Eagleworks Lab, kontrovérsi geus revived leuwih solusi berpotensi revolusioner ieu. Beda antara papanggihan ékspérimén jeung téori ilmiah sabenerna sarta hukum fisika geus nimbulkeun loba pamadegan ekstrim ngeunaan tés dilaksanakeun. Beda antara klaim optimistis ngeunaan terobosan dina perjalanan ruang angkasa sareng panolakan kabuka tina hasil panilitian parantos nyababkeun seueur anu mikir sacara jero ngeunaan postulat universal sareng dilemmas pangaweruh ilmiah sareng keterbatasan percobaan ilmiah.

Sanajan leuwih ti tujuh belas taun geus kaliwat saprak panyingkepan Scheuer ngeunaan proyék, modél insinyur Britania urang teu bisa ngadagoan lila pikeun verifikasi panalungtikan dipercaya. Sanaos ékspérimén sareng aplikasina diulang-ulang ti waktos ka waktos, éta henteu diputuskeun pikeun mastikeun leres-leres sareng nguji metodologi dina ulikan ilmiah anu khusus. Kaayaan di hormat ieu robah sanggeus publikasi luhur-disebutkeun tina hasil peer-reviewed percobaan di laboratorium Amérika Eagleworks. Sanajan kitu, sajaba legitimasi kabuktian tina métode panalungtikan diadopsi, ti mimiti, sakabeh rentang mamang teu dispelled, nu sabenerna ngaruksak kredibilitas gagasan sorangan.

Jeung Newton?

Pikeun ngagambarkeun extent masalah jeung prinsip mesin Scheuer urang, kritik condong ngabandingkeun panulis gagasan EmDrive ka nu boga mobil anu hayang nyieun mobil na move ku mencét kaca hareup na ti jero. Inconsistency sahingga digambarkeun jeung prinsip dasar tina dinamika Newtonian masih dianggap salaku bantahan utama, nu sagemblengna ngaluarkeun kredibilitas desain insinyur Britania urang. Lawan model Scheuer teu yakin ku percobaan saterusna nu teu disangka némbongkeun yén mesin EmDrive bisa jalan éfisién.

Tangtosna, urang kedah ngaku yén hasil ékspérimén anu ditampi dugi ka ayeuna kakurangan tina kurangna dasar substantif anu jelas dina bentuk dibekelan sareng pola anu dibuktikeun sacara ilmiah. Duanana peneliti sarta peminat anu ngabuktikeun operability sahiji modél mesin éléktromagnétik ngaku yén maranéhna teu kapanggih prinsip fisik jelas dikonfirmasi nu bakal ngajelaskeun operasi na disangka bertentangan jeung hukum Newton ngeunaan dinamika.

6. Distribusi hypothetical vektor interaksi dina silinder EmDrive

Scheuer sorangan, kumaha oge, postulates kudu mertimbangkeun proyék-Na dina dasar mékanika kuantum, sarta teu klasik, sakumaha dina kasus kalawan drive konvensional. Dina pamadegan na, karya EmDrive dumasar kana pangaruh husus gelombang éléktromagnétik ( 6), anu pangaruhna henteu sapinuhna dicerminkeun dina prinsip Newton. Ogé, Scheuer henteu nyayogikeun bukti anu diverifikasi sacara ilmiah sareng diverifikasi sacara metodologis.

Sanajan sagala announcements dijieun jeung hasil panalungtikan ngajangjikeun, hasil percobaan NASA Eagleworks Laboratorium ngan awal prosés panjang verifying bukti jeung ngawangun kredibilitas ilmiah proyék nu diprakarsai ku Scheuer. Upami hasil percobaan panalungtikan tétéla tiasa diulang, sareng operasi modél ogé dikonfirmasi dina kaayaan rohangan, aya patarosan anu langkung serius pikeun analisa. masalah reconciling kapanggihna jeung prinsip dinamikabari teu keuna. Mecenghulna kaayaan kitu teu kudu otomatis hartosna panolakan tina téori ilmiah ayeuna atawa hukum fisik dasar.

Sacara téoritis, EmDrive dianggo nganggo fenomena tekanan radiasi. Laju grup gelombang éléktromagnétik, sarta ku kituna gaya nu dihasilkeun ku eta, bisa gumantung kana géométri tina waveguide nu rambatanna. Numutkeun pamendak Scheuer, upami anjeun ngawangun pandu gelombang kerucut ku cara anu laju gelombang dina hiji tungtung béda sacara signifikan sareng laju gelombang di tungtung anu sanés, teras ku ngagambarkeun gelombang antara dua tungtung, anjeun bakal nampi bédana dina. tekanan radiasi, nyaéta gaya anu cukup pikeun ngahontal traksi. Numutkeun Scheuer, EmDrive henteu ngalanggar hukum fisika, tapi ngagunakeun téori Einstein - mesin ngan dina pigura sejen rujukan batan gelombang "kerja" di jerona.

7. diagram konseptual operasi EmDrive

Hésé ngartos kumaha jalanna EmDrive, tapi anjeun terang naon eusina (7). Bagian anu paling penting tina alat nyaéta resonator mikrofalowydimana radiasi gelombang mikro dihasilkeun gelombang mikro (lampu pemancar gelombang mikro dianggo dina oven radar sareng gelombang mikro). Resonator bentukna sami sareng congcot logam anu dipotong - hiji tungtung langkung lega tibatan anu sanés. Kusabab dimensi dipilih leres, gelombang éléktromagnétik tina panjangna tangtu resonate di jerona. Hal ieu dianggap yén gelombang ieu ngagancangkeun nuju tungtung lega tur ngalambatkeun turun nuju tungtung narrower. Bedana dina laju pamindahan gelombang kedah ngakibatkeun bédana dina tekanan radiasi exerted on tungtung sabalikna ti resonator nu, sahingga ka formasi. propulsion kandaraan. Runtuyan ieu bakal meta nuju dasar lega. Masalahna nyaéta, numutkeun kritikus Scheuer, pangaruh ieu ngimbangan dampak gelombang dina témbok sisi congcot.

8. Ion engine nozzle

Mesin jet atanapi rokét ngadorong kendaraan (dorongan) nalika ngaluarkeun gas durukan anu gancangan. Ion thruster dipaké dina usik spasi ogé ngaluarkeun gas (8), tapi dina bentuk ion gancangan dina médan éléktromagnétik. EmDrive henteu ngaluarkeun ieu.

nurutkeun Hukum katilu Newton Dina unggal lampah aya réaksi sabalikna jeung sarua, nyaeta, lampah silih dua badan salawasna sarua jeung sabalikna. Lamun urang condong kana témbok, éta ogé pencét on kami, sanajan moal kamana-mana. Salaku anjeunna speaks prinsip konservasi moméntumLamun gaya éksternal (interaksi) teu meta dina sistem awak, sistem ieu boga moméntum konstan. Pondokna, EmDrive teu kedah dianggo. Tapi gawéna. Sahenteuna éta anu ditingalikeun ku alat deteksi.

Kakuatan prototipe anu diwangun sajauh ieu henteu ngaleungitkeun aranjeunna, sanaos, sakumaha anu parantos disebatkeun, sababaraha mesin ion anu dianggo dina praktékna beroperasi dina rentang mikro-Newtonian ieu. Numutkeun Scheuer, dorong dina EmDrive tiasa ningkat pisan ku ngagunakeun superkonduktor.

Teori Gelombang Pilot

Téori gelombang pilot dirumuskeun ku panalungtik NASA salaku dasar ilmiah mungkin pikeun operasi EmDrive. Ieu mimiti dipikawanoh téori variabel disumputkeun dibere ku Louise de Broglie di 1927, engké poho, lajeng rediscovered tur ningkat David Bohm - ayeuna disebut téori Broglie-Bohm. Henteu aya masalah anu aya dina interpretasi standar mékanika kuantum, sapertos runtuhna sakedapan fungsi gelombang sareng masalah pangukuran (katelah paradoks ucing Schrödinger).

eta téori non-lokalIeu ngandung harti yén gerak partikel dibikeun langsung kapangaruhan ku gerak partikel séjén dina sistem. Sanajan kitu, non-locality ieu teu ngidinan informasi pikeun dikirimkeun dina laju leuwih gede ti laju cahaya, sahingga teu contradict téori rélativitas. Téori gelombang pilot tetep salah sahiji sababaraha interpretasi mékanika kuantum. Sajauh ieu, teu aya béda ékspérimén anu kapanggih antara prediksi téori gelombang pilot sareng interpretasi standar mékanika kuantum.

Dina 1926 publikasi na Max Lahir ngusulkeun yén fungsi gelombang tina persamaan gelombang Schrödinger nyaéta kapadetan probabiliti pikeun manggihan hiji partikel. Pikeun ide ieu de Broglie ngembangkeun téori gelombang pilot sareng ngembangkeun fungsi gelombang pilot. Anjeunna mimitina ngusulkeun pendekatan solusi ganda dimana hiji obyék kuantum ngandung gelombang fisik (gelombang-u) dina rohangan nyata ngabogaan wewengkon tunggal buleud nu ngabalukarkeun kabiasaan partikel-kawas. Dina wangun téori aslina ieu, panalungtik teu postulated ayana partikel kuantum. Anjeunna engké ngarumuskeun téori gelombang pilot sareng ngajukeunana dina Konperénsi Solvay anu kasohor di 1927. Wolfgang Pauli kumaha oge, anjeunna nganggap yén modél kitu moal bener pikeun paburencay partikel inelastic. De Broglie teu manggihan

kana jawaban ieu sarta geura-giru ditinggalkeun konsep gelombang pilot. Anjeunna pernah ngembangkeun téori na nutupan randomness.

loba partikel.

Dina 1952, David Bohm manggihan deui téori gelombang pilot. Téori de Broglie-Bohm ieu pamustunganana dipikawanoh salaku interpretasi bener tina mékanika kuantum sarta ngagambarkeun alternatif serius kana interpretasi Kopenhagen pang populerna nepi ka kiwari. Anu penting, éta bébas tina paradoks pangukuran anu ngaganggu interpretasi standar mékanika kuantum.

Posisi sareng moméntum partikel mangrupikeun variabel laten dina harti yén unggal partikel gaduh koordinat sareng moméntum anu jelas dina waktos anu ditangtukeun. Tapi, mustahil pikeun ngukur duanana kuantitas ieu dina waktos anu sami, sabab unggal pangukuran anu hiji ngaganggu nilai anu sanés - saluyu sareng Prinsip kateupastian Heisenberg. Susunan partikel mibanda gelombang matéri saluyu jeung mekar nurutkeun persamaan Schrödinger. Unggal partikel nuturkeun lintasan deterministik anu dikawasa ku gelombang pilot. Kalawan babarengan, dénsitas partikel pakait jeung jangkungna amplitudo fungsi gelombang. Fungsi gelombang bebas tina partikel sarta bisa aya salaku fungsi gelombang kosong.

Dina interpretasi Copenhagen, partikel teu boga lokasi tetep dugi aranjeunna katalungtik. Dina téori gelombang

posisi pilot tina partikel didefinisikeun ogé, tapi ieu boga rupa konsékuansi serius pikeun sakabéh fisika - kituna

ogé téori ieu teu populer pisan. Nanging, éta ngamungkinkeun anjeun pikeun ngajelaskeun kumaha jalanna EmDrive.

"Upami médium tiasa ngirimkeun geter akustik, maka komponénna tiasa berinteraksi sareng ngirimkeun moméntum," nyerat tim peneliti NASA dina publikasi Nopémber 2016. ngalanggar hukum gerak Newton.

Salah sahiji akibat tina interpretasi ieu, katingalina, nyaéta yén EmDrive bakal ngalih, saolah-olah "nyorong" ti Alam Semesta.

 EmDrive teu kedah ngalanggar hukum fisika...

...saur Mike McCulloch ti Universitas Plymouth, ngajukeun téori anyar anu nunjukkeun cara mikir anu béda ngeunaan gerak sareng inersia objék kalayan akselerasi anu leutik pisan. Upami anjeunna leres, urang bakal nyebat drive misterius "non-inersia", sabab éta inersia, nyaéta, inersia, anu ngaganggu peneliti Inggris.

Inersia nyaéta karakteristik sadaya objék anu massana, ngaréaksikeun kana parobahan arah atanapi ka akselerasi. Dina basa sejen, massa bisa dianggap salaku ukuran inersia. Sanajan ieu sigana urang konsép well-dipikawanoh, pisan alam na teu jadi atra. Konsep McCulloch dumasar kana asumsi yén inersia téh alatan pangaruh anu diprediksi ku rélativitas umum disebut. Radiasi Unrua nyaéta radiasi blackbody nimpah obyék ngagancangkeun. Di sisi anu sanésna, urang tiasa nyarios yén éta tumbuh nalika urang ngagancangkeun.

Ngeunaan EmDrive Konsep McCulloch dumasar kana pamikiran ieu: lamun foton boga massa naon, aranjeunna kedah ngalaman inersia nalika reflected. Sanajan kitu, radiasi Unruh leutik pisan dina hal ieu. Jadi leutik nu bisa berinteraksi sareng lingkungan langsung na. Dina kasus EmDrive, ieu mangrupikeun congcot tina desain "mesin". Congcot ngamungkinkeun radiasi Unruh tina panjang nu tangtu dina tungtung lega, sarta radiasi panjang pondok dina tungtung narrower. Foton anu reflected, jadi inersia maranéhanana dina chamber kudu robah. Sareng tina prinsip konservasi moméntum, anu, sabalikna tina pendapat anu sering ngeunaan EmDrive, henteu dilanggar dina interpretasi ieu, éta nuturkeun yén traction kedah diciptakeun ku cara ieu.

Téori McCulloch, di hiji sisi, ngaleungitkeun masalah konservasi moméntum, sareng di sisi sanésna, éta aya di sela-sela aliran ilmiah. Tina sudut pandang ilmiah, éta kontroversial pikeun nganggap yén foton gaduh massa inersia. Sumawona, sacara logis, laju cahaya kedah robih di jero ruangan. Ieu rada hésé pikeun fisikawan narima.

Éta bener string a?

Sanaos hasil positip anu disebatkeun tina ulikan traction EmDrive, para kritikus masih ngalawan éta. Aranjeunna dicatet yén, sabalikna tina laporan média, NASA teu acan ngabuktikeun yén mesin sabenerna jalan. Ieu mungkin, contona, kalawan kapastian mutlak kasalahan ékspériméndisababkeun, antara séjén, ku évaporasi bahan nu nyieun bagian tina sistem propulsion.

Kritikus ngajawab yén kakuatan gelombang éléktromagnétik dina duanana arah sabenerna sarimbag. Urang keur kaayaan rubak béda tina wadahna, tapi ieu teu ngarobah nanaon, sabab microwaves, reflected ti tungtung lega, balik, ragrag teu ukur dina handap narrower, tapi ogé dina tembok. Skeptics dianggap nyieun dorong cahaya kalayan aliran hawa, contona, tapi NASA maréntah kaluar sanggeus tés dina chamber vakum. Dina waktu nu sarua, élmuwan séjén humbly narima data anyar, néangan cara pikeun meaningfully reconcile aranjeunna kalayan prinsip konservasi moméntum.

Sababaraha ragu yén percobaan ieu ngabedakeun dorong husus tina mesin jeung pangaruh pemanasan tina sistem diolah ku arus listrik (9). Dina pangaturan ékspérimén NASA, jumlah énergi termal anu ageung pisan asup kana silinder, anu tiasa ngarobih distribusi massa sareng pusat gravitasi, nyababkeun dorongan EmDrive tiasa dideteksi dina alat ukur.

9. Gambar termal tina sistem salila nguji

Para peminat EmDrive nyarios kitu rusiah perenahna, diantara hal séjén, dina bentuk silinder kerucutéta naha garis ngan mucunghul. Skeptics ngajawab yén éta bakal patut nguji actuator mungkin ku silinder normal. Pikeun upami aya dorong dina desain konvensional, non-conical sapertos kitu, éta bakal ngarusak sababaraha klaim "mistis" ngeunaan EmDrive, sareng ogé bakal ngadukung kacurigaan yén épék termal anu dipikanyaho tina "mesin mustahil" beroperasi dina setelan ékspérimén.

"Kinerja" mesin, sakumaha diukur ku percobaan Eagleworks NASA, oge questionable. Nalika nganggo 40 W, dorong diukur dina tingkat 40 mikron - dina tambah atanapi dikurangan 20 mikron. Ieu 50% kasalahan. Saatos ningkatkeun kakuatan ka 60 watt, pangukuran kinerja janten kirang akurat. Sanajan kitu, sanajan urang nyandak data ieu dina nilai nominal, tipe anyar drive masih ngahasilkeun ngan hiji kasapuluh tina kakuatan per kilowatt listrik achievable kalawan thrusters ion canggih kayaning NSTAR atanapi NEXT.

Skeptics nyauran langkung seueur, langkung lengkep sareng, tangtosna, uji mandiri. Aranjeunna ngelingan yén senar EmDrive muncul dina percobaan Cina deui di 2012, sarta ngiles sanggeus perbaikan métode ékspérimén jeung pangukuran.

Pariksa kaleresan dina orbit

Jawaban ahir (?) kana patarosan naha drive tiasa dianggo sareng kamar résonansi katimu ku Guido Fett anu kasebat - panemu varian konsép ieu anu disebut. Kanna Drive. Numutkeun anjeunna, skeptics sareng kritikus bakal nutup sungutna ku ngirim satelit anu digerakkeun ku mesin ieu ka orbit. Tangtosna, éta bakal ditutup upami Cannae Drive leres-leres ngaluncurkeun satelit.

Panyilidikan ukuranana 6 unit CubeSat (nyaéta kira-kira 10 × 20 × 30 cm) kudu diangkat ka luhurna 241 km, dimana éta bakal cicing salila kira satengah taun. Satelit tradisional saukuran ieu béak bahan bakar koreksi dina sakitar genep minggu. EmDrive bertenaga surya bakal ngaleungitkeun watesan ieu.

Pikeun ngawangun alat, Cannae Inc., dioperasikeun ku Fetta, Inc. ngadegkeun perusahaan sareng LAI International sareng SpaceQuest Ltd, gaduh pangalaman salaku panyadia suku cadang, kalebet. pikeun produsén penerbangan sareng mikrosatelit. Upami sadayana saé, teras Thisus, Kusabab éta nami usaha anyar, tiasa ngaluncurkeun mikrosatelit EmDrive munggaran dina 2017.

Aranjeunna euweuh tapi foton, nyebutkeun Finns.

Sababaraha bulan sateuacan hasil NASA diterbitkeun, jurnal peer-reviewed AIP Advances nyebarkeun tulisan ngeunaan mesin EmDrive anu kontroversial. Nu nulis, profésor fisika Arto Annila ti Universitas Helsinki, Dr Erkki Kolehmainen ti Universitas Jyväskylä dina kimia organik, jeung fisikawan Patrick Grahn ti Comsol, ngajawab yén EmDrive meunang dorongan alatan sékrési foton ti kamar katutup.

Professor Annila mangrupakeun panalungtik well-dipikawanoh tina kakuatan alam. Anjeunna panulis ampir lima puluh makalah anu diterbitkeun dina jurnal bergengsi. Téori-téorina parantos mendakan aplikasi dina ulikan énergi poék sareng masalah poék, évolusi, ékonomi, sareng neurosains. Annila nyaéta categorical: EmDrive téh kawas mesin séjén. Nyokot suluh jeung nyiptakeun dorong.

Dina sisi suluh, sagalana geus basajan tur jelas ka dulur - gelombang mikro dikirim ka mesin. Masalahna nyaeta nanaon bisa ditempo ti dinya, jadi jalma mikir yén mesin teu jalan. Janten kumaha tiasa kaluar tina hal anu teu kadeteksi? Foton mumbul-mudik di kamar. Sababaraha di antarana balik dina arah anu sarua sarta dina laju anu sarua, tapi fase maranéhanana bergeser ku 180 derajat. Ku alatan éta, lamun maranéhna ngarambat dina konfigurasi ieu, maranéhna ngabolaykeun médan éléktromagnétik silih. Éta ibarat ombak cai anu ngarambat nalika hiji diimbangi ku anu sanés supados silih ngabatalkeun. Cai henteu surut, masih aya. Nya kitu, foton nu mawa moméntum teu leungit, sanajan maranéhna teu katempo salaku cahaya. Sareng upami gelombang henteu deui gaduh sipat éléktromagnétik, sabab parantos ngaleungitkeun, maka aranjeunna henteu ngeunteung tina témbok kamar sareng henteu ngantunkeunana. Janten, urang gaduh drive kusabab pasangan foton.

Hiji parahu immersed dina relatif spasi-waktu

fisikawan kawentar James F. Woodward (10) nganggap, di sisi anu sanés, yén dasar fisik pikeun operasi jinis alat propulsi énggal nyaéta anu disebut. tewak Maha. Woodward ngarumuskeun téori matematik non-lokal dumasar kana prinsip Mach. Utamana, kumaha oge, téori na téh verifiable sabab prédiksi épék fisik.

Woodward nyebutkeun yen lamun dénsitas massa-énergi tina sagala sistem tangtu robah kalawan waktu, massa sistem eta robah ku jumlah sabanding jeung turunan kadua parobahan dénsitas sistem dimaksudkeun.

Upami, contona, kapasitor keramik 1 kg dieusi sakali ku tegangan positip, sakapeung négatip anu robih dina frékuénsi 10 kHz sareng ngirimkeun kakuatan, contona, 100 W - téori Woodward ngaduga yén massa kapasitor kedah robih ± 10 miligram sabudeureun nilai massa aslina dina frékuénsi 20 kHz. Prediksi ieu parantos dikonfirmasi di laboratorium sahingga prinsip Mach parantos dikonfirmasi sacara émpiris.

Ernst Mach percaya yén awak gerak saragam teu aya hubunganana jeung spasi mutlak, tapi dina hubungan jeung puseur massa sakabéh awak séjén Alam Semesta. Inersia awak mangrupa hasil interaksi jeung awak séjén. Numutkeun seueur fisikawan, realisasi pinuh ku prinsip Mach bakal ngabuktikeun gumantungna lengkep géométri ruang-waktu dina distribusi zat di Alam Semesta, sareng téori anu pakait sareng éta nyaéta téori ngeunaan ruang-waktu relatif.

Sacara visual, konsép mesin EmDrive ieu tiasa dibandingkeun sareng dayung di sagara. Jeung sagara ieu Alam Semesta. Gerakan ieu bakal meta leuwih atawa kurang kawas dayung nu teuleum ka cai nu nyieun alam semesta jeung repels sorangan ti dinya. Sareng hal anu paling narik ngeunaan sadaya ieu nyaéta yén fisika ayeuna dina kaayaan sapertos métafora sapertos kitu henteu sapertos fiksi ilmiah sareng puisi.

Henteu ngan ukur EmDrive, atanapi drive rohangan ka hareup

Sanajan mesin Scheuer geus nyadiakeun ngan hiji dorongan minimal, eta geus boga masa depan badag dina perjalanan spasi nu bakal mawa urang ka Mars tur saluareun. Nanging, ieu sanés hiji-hijina harepan pikeun mesin pesawat ruang angkasa anu gancang sareng efisien. Ieu sababaraha konsép deui:

•  drive nuklir. Ieu bakal diwangun dina firing bom atom jeung ngarahkeun gaya ledakan maranéhanana jeung "laras" arah buritan kapal. Ledakan nuklir bakal nyiptakeun kakuatan dampak anu "ngadorong" kapal ka hareup. Hiji pilihan non-ngabeledug bakal ngagunakeun bahan fisil uyah, kayaning uranium bromida, leyur dina cai. Suluh sapertos ieu disimpen dina barisan wadah, dipisahkeun ku lapisan bahan awét, ditambah boron, awét.

  a absorber neutron nu nyegah aranjeunna ngalir antara wadahna. Nalika urang ngamimitian mesin, bahan tina sadaya wadah ngahiji, anu nyababkeun réaksi ranté, sareng leyuran uyah dina cai janten plasma, anu, nyésakeun nozzle rokét ditangtayungan tina suhu plasma anu ageung ku médan magnét. méré dorong konstan. Hal ieu diperkirakeun yén métode ieu bisa ngagancangkeun rokét nepi ka 6 m/s komo deui. Sanajan kitu, kalawan metoda ieu diperlukeun volume badag bahan bakar nuklir - pikeun kapal beuratna sarébu ton, éta bakal jadi saloba 10 ton. ton uranium.

• Mesin fusi nganggo deuterium. Plasma kalayan suhu kira-kira 500 juta darajat Celsius, anu masihan dorongan, nampilkeun masalah anu serius pikeun désainer, contona, nozzles knalpot. Tapi, laju anu sacara téoritis tiasa dihontal dina hal ieu caket kana sapersapuluh laju cahaya, nyaéta. nepi ka 30 XNUMX. km/s. Sanajan kitu, pilihan ieu masih téhnisna unfeasible.
• Antimateri. Hal aneh ieu bener-bener aya - di CERN sareng Fermilab, urang junun ngumpulkeun kira-kira samilyar antiproton, atanapi hiji picogram antimateri, nganggo cincin ngumpulkeun. Sacara téoritis, antimateri tiasa disimpen dina anu disebut sarap Penning, dimana médan magnét nyegah tabrakan sareng témbok wadahna. Ngaleungitkeun antimateri ku biasa

  kalawan zat, contona, kalawan hidrogén, méré énergi gigantic ti plasma énergi tinggi dina bubu magnét. Sacara téoritis, kendaraan anu dikuatkeun ku énergi musnahna zat sareng antimateri tiasa ngagancangkeun kana 90% laju cahaya. Nanging, dina prakna, produksi antimatéri sesah pisan sareng mahal. A bets dibikeun merlukeun sapuluh juta kali leuwih énergi pikeun ngahasilkeun ti eta bisa ngahasilkeun engké.

• sails surya. Ieu mangrupikeun konsép drive anu parantos dipikanyaho mangtaun-taun, tapi masih ngantosan, sahenteuna saheulaanan, pikeun direalisasikeun. The sails bakal beroperasi ngagunakeun éfék photoelectric digambarkeun ku Einstein. Sanajan kitu, beungeut maranéhanana kudu kacida gedéna. Layarna sorangan ogé kedah ipis pisan supados strukturna henteu beurat teuing.
• nyetir . Phantomists nyebutkeun yén éta téh cukup pikeun… spasi warp, nu sabenerna shortens jarak antara kandaraan jeung tujuan jeung ngaronjatkeun jarak tukangeunana. Ku kituna, panumpang sorangan ngalir ngan saeutik, tapi dina "gelembung" overcomes jarak badag. Sakumaha fantastis, para ilmuwan NASA parantos ékspérimén sacara serius.

  kalawan épék on foton. Dina 1994, fisikawan Dr Miguel Alcubierre ngusulkeun téori ilmiah ngajéntrékeun kumaha mesin misalna bisa jalan. Nyatana, éta bakal janten sababaraha trik - tibatan gerak langkung gancang tibatan laju cahaya, éta bakal ngarobih rohangan-waktos sorangan. Hanjakalna, teu ngarep-ngarep nyandak disk iraha waé. Salah sahiji seueur masalah nyaéta yén kapal anu didorong ku cara ieu peryogi énergi négatip pikeun ngawasaana. Leres yén jinis énergi ieu dipikanyaho ku fisika téoritis - modél téoritis vakum salaku lautan partikel énergi négatif anu henteu terbatas munggaran diajukeun ku fisikawan Inggris Paul Dirac dina 1930 pikeun ngajelaskeun ayana kuantum énergi négatip anu diprediksi. nagara bagian. nurutkeun persamaan Dirac pikeun éléktron rélativistik.

  Dina fisika klasik, dianggap yén di alam ngan aya solusi kalawan énergi positip, sarta solusi kalawan énergi négatip teu make akal pikiran. Sanajan kitu, persamaan Dirac postulates ayana prosés nu solusi négatip bisa timbul tina "normal" partikel positif, sahingga teu bisa dipaliré. Nanging, henteu dipikanyaho naha énergi négatip tiasa diciptakeun dina kanyataan anu sayogi pikeun urang.

  Aya seueur masalah sareng palaksanaan drive. Komunikasi sigana salah sahiji anu paling penting. Contona, teu dipikanyaho kumaha kapal bisa komunikasi jeung wewengkon sabudeureun spasi-waktu, pindah leuwih gancang ti laju cahaya? Ieu ogé bakal nyegah drive ti tripping atanapi ngamimitian.