Учени от цял свят работят по първата система за задвижване, която противоречи на пръв поглед на закона на Нютон за действието и противодействието. Това е т. нар. "невъзможен двигател", който може да намали времето за пътуване и намали разходите за бъдещите мисии.
Но, според мнозина, теоретично системата EmDrive, която използва микровълново поле, генерира тяга, но подкопава основните закони на физиката, никога не може да бъде осъществен на практика.
Двигателят EmDrive може да ни отведе до звездите, но първо трябва да се примири със законите на физиката, пише изданието Мotherboard.
Най-новата публикaция в Journal of Applied Physical Science International (достъпна тук) на учени от Португалия твърди, че теорията на пилотната вълна, една от интерпретациите на квантовата теория, може да обясни и да докаже осъществимостта на EmDrive.
Ново изследване показва, че учените може би най-накрая са се приближили до разкриването как "невъзможният двигател" всъщност работи, според Джулио Приско (Giulio Prisco), футурист, теоретичен физик и компютърен специалист, съосновател на Space Cooperative.
Опит за теоретично обяснение за мистериозната "невъзможна" система за задвижване EmDrive е публикувано в Journal of Applied Physical Science International през август. За първи път предложен от британския инженер Роджър Шоуйър (Roger Shawyer), двигателят EmDrive представлява асиметрична кутия, която прилича на пресечен конус, с постоянно микровълново поле вътре в нея, която очевидно нарушавайки известни физични закони, изглежда е в състояние да генерира тяга и задвижва устройството.
В същото време държавните медии на Китай твърдят, че техните учени са разработили работещ прототип на EmDrive и се подготвят да го тестват в космоса. НАСА финансира също проучване за междузвездна мисия, задвижвана от екзотичния двигател.
През септември 2016 г. инженери, занимаващи се с този двигател се събраха на затворен за медиите семинар в Естес Парк, Колорадо. Разискванията и видеоклиповете от семинара, спонсориран от Института за космически изследвания, са достъпни онлайн.
По-късно същата година екипът на НАСА Eagleworks публикува статия, озаглавена "Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum", в рецензирото списание Journal of Propulsion and Power на Американския институт по аеронавтика и астронавтика (AIAA), в която се описват обещаващи експериментални резултати и се загатнат възможни теоретични обяснения на EmDrive.
Публикуването на тази статия на НАСА заглуши някои възражения, че за изследванията на EmDrive липсват рецензирани публикации в топ научни списания. Но сериозният дебат продължава за нещо далеч по-важно - фундаменталните закони на физиката. Някои учени смятат, че технологията EmDrive е невъзможна, тъй като изглежда не се придържа към настоящото ни разбиране за това, как работи Вселената.
Законът за запазване на импулса казва, че няма начин електромагнитните вълни, подскачащи в кутията, да я придвижват напред. Освен ако няма някаква друга физическа сила, която да дава импулс.
Съвременните реактивно задвижвани космически кораби работят като през соплото се отделя бързо движеща се струя от флуид, която създава тяга напред. Но необходимостта да се носи достатъчно гориво е силно ограничение за пътешествията в космоса, което прави далечните мисии почти неосъществими.
Ако EmDrive работи, това ще отвори вратата за космически мисии без гориво, които могат да достигнат до планетите за седмици, а не за месеци и на много по-ниска цена. Това в крайна сметка може да отвори пътя на човечеството към звездите. Поради това не е изненадващо, че мечтателите инженери продължават експерименталните и теоретичните изследвания на EmDrive, въпреки противоречивия характер на технологията.
В лабораторни експерименти на EmDrive изследователите се опитват да докажат, че наистина съществува тяга. Статията на НАСА от 2016 г. съобщава за малка тяга извън експерименталната грешка. Но тази тяга ще се представи много по-добре, особено за мисии на дълги разстояния, отколкото по-мощните, но по-тежки, носещи гориво космически кораби. Всъщност, според изследователите от НАСА, EmDrive ще надмине другите системи на двигатели без ракетно гориво, изследвани досега, като фотонните платна.
Учените теоретици се опитват да разберат защо и как работи EmDrive. Статията на НАСА предлага възможно обяснение въз основа на теорията на квантовата физика, по-специално теорията за нелокалните скрити променливи или теорията за пилотната вълна.
Новият научен труд от португалските учени, озаглавен "Възможно обяснение за EmDrive, основано на теорията на пилотната вълна" ("A Possible Explanation for the Em Drive Based on a Pilot Wave Theory) вече се приветства от ентусиастите на EmDrive във форума NasaSpaceFlight.
Теорията на пилотните вълни е квантовомеханична теория със "скрити променливи", каквато е и интрепретацията на Айнщайн. Идеята, че пилотните вълни могат да обяснят някои особености на микрочастиците датира от първите дни на квантовата механика. Френският физик Луи дьо Бройл представя най-ранната версия на теорията на пилотните вълни на Солвеевата конференция през 1927 г. в Брюксел, на която започва знаменития спор между Бор и Айнщайн. По-късно тя е разширена през 1950 г. от американеца Дейвид Бом.
Според модела Бройл-Бом, частиците имат определено място и свойства, но се водят от някаква "пилотна вълна", която се определя като вълнова функция. Това обяснява експеримента с двата процепа - пилотната вълна може да премине през двата процепа и да даде интерференчна картина, въпреки че електрона, който се носи от нея, преминава само през единия от двата процепа.
Наскоро квантовата теория за пилотните вълни придобили голяма популярност, след като бе установено, че пилотна вълна с подобно на квантово поведение може да бъде възпроизведена в класически течности и се обяснява с класическата (неквантовата) динамика на флуидите.
Оказва се, че капчици флуид, подскачащи върху вибрираща течност генерират пилотна вълна, която, от своя страна, насочва движението на капчиците с поразителна прилика с квантовото поведение. (вж ""Какво всъщност е реалността?" - отговаря квантовата физика")
Португалските автори обясняват тягата в изследването като резултат на интензивността на полето, което взаимодейства с частиците в устройството. При подходящи условия, като тези в EmDrive, изследователите твърдят, че такава система може да избегне третия закон на Нютон, който гласи, че за всяко действие има равно по сила и противоположно по посока противодействие.
"Следователно, тъй като ние сме в нелинейната област, където действието не е равно на противодействието, дори като се вземе предвид посредничеството на полетата", твърдят авторите. "Това означава, че в някои специфични условия незначително действие може да доведе до огромно противодействие".
Но EmDrive не изглежда много квантов - това е просто макроскопично устройство с добрите стари електромагнитни микровълни. Тъй като, въпреки недоверието сред учените, необяснимо се проявява тяга отново и отново във всеки експеримент, трябва да имат класическо (неквантово) обяснение на базата на електромагнетизма на Максуел и на теорията на относителността на Айнщайн.
Отправна точка може да бъде принципът на Мах - представа, че локалните инертни свойства се определят от далечни маси и структурата на Вселената като цяло.
Според този ефект, който за първи път е оформен като теория през 1990 г. от физика Джеймс Е. Удуърд (James F. Woodward), част от силата, приложена към ускоряващото се тяло с маса, се съхранява като потенциална енергия в тялото му, до известна степен генерирайки кинетична енергия.
Този прост ефект на Удуърд, който е бил предложен като теоретична основа за EmDrive, прогнозира локални флуктуации на масата, което може да бъде използвано за задвижване без необходимостта от противодействие.
Силовите линии на напречния магнитен поток (Transverse Magnetic 212 Mode) в кухината, запълнена с диелектрик. Червените линии представляват електрическото поле, сините линии - магнитното поле. Илюстрация: Measurement of Impulsive Thrust from a Closed Radio Frequency Cavity in Vacuum.
"Разработеният от Удуърд метод за използване на тези колебания на масата могат да се използват за нова схема за задвижване - Бутате напред масата, когато е тежка и дърпате назад, когато е по-лека", обяснява физикът Мартин Таймар ( Martin Tajmar) в негова наскорошно публикувана статия. Таймар ръководи води група физици за авангардни изследвания на двигатели в ТУ Дрезден, свързани с контрол "на най-новите модели на двигателя EMDrive и ефекта на Мах, двете най-обещаващи революционни идеи за двигатели, които в момента са в процес на изследване от различни лаборатории".
Ефектът на Удуърд може да отвори вратата за други по-екзотични, фантастични методи за задвижване, намеква в заглавието на книгата си Удуърд - "Making Starships and Stargates: The Science of Interstellar Transport and Absurdly Benign Wormholes".
По-рано тази година програмата на НАСА за иновативни авангардни концепции (NASA’s Innovative Advanced Concepts - NIAC) финансира проект на базата на този ефект.
Още по темата
Космос
Китайски учени създадоха прототип на необяснимия двигател ЕмДрайв (видео)
Космос
Китай твърди, че има работеща версия на ЕмДрайв в орбита около Земята и ще го използва скоро (видео)
Физика
Възможно ли е тъмната материя да захранва ЕмДрайв?
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
8033
1
03.11 2017 в 19:29
Последни коментари