EmDrive fungerer! Padle stupte inn i universet

Fysikken er nesten på kanten av avgrunnen. I november 2016 publiserte NASA en vitenskapelig rapport om EmDrive-testing ved Eagleworks Laboratories (1). I den bekrefter byrået at enheten produserer trekkraft, det vil si at den fungerer. Problemet er at det fortsatt er ukjent hvorfor det fungerer...

1. Laboratoriesystem for måling av motortrykk EmDrive

2. Skrive en streng til EmDrive under testing

Forskere og ingeniører ved NASA Eagleworks Laboratories nærmet seg forskningen deres veldig nøye. De forsøkte til og med å finne mulige feilkilder – men til ingen nytte. Dem EmDrive-motoren produserte 1,2 ± 0,1 millinewton skyvekraft per kilowatt effekt (2). Dette resultatet er ikke-påtrengende og har en total effektivitet som er mange ganger lavere enn for ionerør, for eksempel Hall-thrustere, men dets store fordel er vanskelig å bestride - det krever ikke noe drivstoff.Derfor er det ikke nødvendig å ta med deg en eventuell drivstofftank, "ladet" med sin kraft.

Dette er ikke første gang forskere har bevist at det fungerer. Men ingen har ennå klart å forklare hvorfor. NASA-eksperter mener at driften av denne motoren kan forklares pilotbølgeteori. Selvfølgelig er dette ikke den eneste hypotesen som prøver å forklare den mystiske kilden til sekvensen. Ytterligere studier vil være nødvendig for å bekrefte forskernes antagelser. Vær tålmodig og vær forberedt på påstander om at EmDrive (3)… Det fungerer virkelig.

Det handler om akselerasjon

EmDrive-dekselet har akselerert og akselerert som en ekte rakettmotor de siste månedene. Dette er bevist av følgende hendelsesforløp:

• I april 2015 kunngjorde José Rodal, Jeremy Mullikin og Noel Munson resultatene av forskningen deres på et forum (dette er et kommersielt nettsted, til tross for navnet, ikke tilknyttet NASA). Som det viste seg, kontrollerte de driften av motoren i et vakuum og eliminerte mulige målefeil, noe som beviste prinsippet om drift av denne motoren ved å bruke dem.
• I august 2015 ble resultatene av en studie av Martin Taimar fra det tekniske universitetet i Dresden publisert. Fysikeren sa at EmDrive-motoren fikk skyv, men dette er ikke bevis på driften i det hele tatt. Hensikten med Taimars eksperiment var å teste bivirkningene av tidligere metoder som ble brukt for å teste motoren. Selve eksperimentet ble imidlertid kritisert for unøyaktig oppførsel, målefeil, og de annonserte resultatene ble kalt en «lek med ord».
• I juni 2016 kunngjorde den tyske vitenskapsmannen og ingeniøren Paul Kotsila en crowdfunding-kampanje for å skyte opp en satellitt kalt PocketQube ut i verdensrommet.
• I august 2016 kunngjorde Guido Fetta, grunnlegger av Cannae Inc., lanseringskonseptet for CubeSat, en miniatyrsatellitt utstyrt med Cannae Drive (4), det vil si i din egen versjon av EmDrive.
• I oktober 2016 mottok Roger J. Scheuer, oppfinneren av EmDrive, britiske og internasjonale patenter for andre generasjon av motoren hans.
• 14. oktober 2016 ble et filmintervju med Scheuer sluppet for International Business Times UK. Den representerer blant annet fremtiden og historien til utviklingen av EmDrive, og det viste seg at det amerikanske og britiske forsvarsdepartementet, samt Pentagon, NASA og Boeing, er interessert i oppfinnelsen. Scheuer ga noen av disse organisasjonene all teknisk dokumentasjon for stasjonen og demonstrasjonene av EmDrive, og ga 8 g og 18 g skyvekraft. Scheuer mener at andre generasjons EmDrive kryogene stasjon forventes å ha en ton-ekvivalent skyvekraft, slik at stasjonen kan brukes i nesten alle moderne biler.
• Den 17. november 2016 ble de ovennevnte forskningsresultatene fra NASA publisert, som i utgangspunktet bekreftet driften av kraftverket.

4. Cannae Drive ombord på satellitten - visualisering

17 år og fortsatt et mysterium

5. Roger Scheuer med en modell av EmDrive hans

Det lengre og mer nøyaktige navnet på EmDrive er RF-resonansresonatormotor. Det elektromagnetiske drivkonseptet ble utviklet i 1999 av den britiske vitenskapsmannen og ingeniøren Roger Scheuer, grunnleggeren av Satellite Propulsion Research Ltd. I 2006 publiserte han en artikkel om EmDrive i New Scientist (5). Teksten har blitt sterkt kritisert av forskere. Etter deres mening bryter en relativistisk elektromagnetisk drift basert på det presenterte konseptet loven om bevaring av momentum, dvs. er et annet fantasialternativ om.

men Både kinesiske tester for noen år siden og de som ble utført av NASA i høst ser ut til å bekrefte at bevegelse ved hjelp av elektromagnetisk strålingstrykk på overflaten og effekten av elektromagnetisk bølgerefleksjon i en konisk bølgeleder fører til en kraftforskjell. og utseendet til trekkraft. Denne kraften kan på sin side multipliseres med Lustra, plassert i passende avstand, et multiplum av halvparten av lengden av den elektromagnetiske bølgen.

Med publiseringen av resultatene fra NASA Eagleworks Lab-eksperimentet har kontroversen gjenoppstått om denne potensielt revolusjonerende løsningen. Uoverensstemmelsene mellom eksperimentelle funn og faktisk vitenskapelig teori og fysikkens lover har gitt opphav til mange ekstreme meninger om testene som er utført. Uoverensstemmelsen mellom optimistiske påstander om et gjennombrudd i romfart og åpen fornektelse av forskningsresultatene har fått mange til å tenke dypt over de universelle postulatene og dilemmaene til vitenskapelig kunnskap og begrensningene til vitenskapelige eksperimenter.

Selv om det hadde gått mer enn sytten år siden Scheuers avsløring av prosjektet, kunne ikke den britiske ingeniørmodellen vente lenge på pålitelig forskningsverifisering. Selv om eksperimenter med applikasjonen ble gjentatt fra tid til annen, ble det ikke besluttet å validere dem og teste metodikken i en spesifikk vitenskapelig studie. Situasjonen i denne forbindelse endret seg etter den ovennevnte publisering av de fagfellevurderte resultatene av eksperimentet i det amerikanske laboratoriet Eagleworks. Men i tillegg til den beviste legitimiteten til den vedtatte forskningsmetoden, ble ikke hele spekteret av tvil fjernet helt fra begynnelsen, noe som faktisk undergravde troverdigheten til selve ideen.

Og Newton?

For å illustrere omfanget av problemet med Scheuers motorprinsipp, har kritikere en tendens til å sammenligne forfatteren av EmDrive-ideen med en bileier som ønsker å få bilen til å bevege seg ved å trykke mot frontruten fra innsiden. Inkonsistensen som på denne måten er illustrert med de grunnleggende prinsippene for newtonsk dynamikk blir fortsatt sett på som hovedinnvendingen, noe som helt utelukker troverdigheten til den britiske ingeniørens design. Motstandere av Scheuers modell ble ikke overbevist av påfølgende eksperimenter som uventet viste at EmDrive-motoren kunne fungere effektivt.

Selvfølgelig må man innrømme at de eksperimentelle resultatene som er oppnådd så langt lider under mangelen på en klar materiell base i form av vitenskapelig beviste bestemmelser og mønstre. Både forskere og entusiaster som beviser funksjonaliteten til den elektromagnetiske motormodellen innrømmer at de ikke har funnet et klart bekreftet fysisk prinsipp som kan forklare dens virkemåte som angivelig i strid med Newtons dynamikklover.

6. Hypotetisk fordeling av interaksjonsvektorer i EmDrive-sylinderen

Scheuer selv postulerer imidlertid behovet for å vurdere prosjektet sitt på grunnlag av kvantemekanikk, og ikke klassisk, slik tilfellet er med konvensjonelle drivverk. Etter hans mening er arbeidet til EmDrive basert på spesifikk påvirkning av elektromagnetiske bølger ( 6), hvis innflytelse ikke fullt ut reflekteres i Newtons prinsipper. Scheuer gir heller ingen vitenskapelig bekreftet og metodisk verifisert bevis.

Til tross for alle kunngjøringene og lovende forskningsresultater, er resultatene av NASA Eagleworks Laboratory-eksperimentet bare begynnelsen på en lang prosess med å verifisere bevisene og bygge den vitenskapelige troverdigheten til prosjektet initiert av Scheuer. Hvis resultatene av forskningseksperimenter viser seg å være reproduserbare, og driften av modellen også bekreftes i romforhold, gjenstår det et mye mer alvorlig spørsmål for analyse. problemet med å forene oppdagelsen med dynamikkens prinsippermens den er urørlig. Fremveksten av en slik situasjon bør ikke automatisk bety en fornektelse av den gjeldende vitenskapelige teorien eller grunnleggende fysiske lover.

Teoretisk sett fungerer EmDrive ved å bruke fenomenet strålingstrykk. Gruppehastigheten til en elektromagnetisk bølge, og dermed kraften som genereres av den, kan avhenge av geometrien til bølgelederen den forplanter seg i. I følge Scheuers idé, hvis man bygger en konisk bølgeleder på en slik måte at bølgehastigheten i den ene enden er vesentlig forskjellig fra bølgehastigheten i den andre enden, så vil man ved å reflektere bølgen mellom de to endene få en forskjell i strålingstrykk, dvs. en kraft tilstrekkelig til å oppnå trekkraft. Ifølge Scheuer bryter ikke EmDrive fysikkens lover, men bruker Einsteins teori – motoren er rett og slett i en annen referanseramme enn den "arbeidende" bølgen inne i den.

7. Konseptuelle diagram av EmDrive-drift

Det er vanskelig å forstå hvordan EmDrive fungerer, men du vet hva det består av (7). Den viktigste delen av enheten er mikrobølgeovn resonatorsom mikrobølgestrålingen genereres til mikrobølgeovn (mikrobølgestrålende lampe brukt i både radar og mikrobølgeovner). Resonatoren ligner i formen på en avkortet metallkjegle - den ene enden er bredere enn den andre. På grunn av riktig valgte dimensjoner, resonerer elektromagnetiske bølger av en viss lengde i den. Det antas at disse bølgene akselererer mot den bredere enden og bremser ned mot den smalere enden. Forskjellen i bølgeforskyvningshastigheten bør føre til en forskjell i strålingstrykket som utøves på de motsatte ender av resonatoren, og dermed til formasjonen kjøretøys fremdrift. Denne sekvensen vil virke mot den bredere basen. Problemet er at, ifølge Scheuers kritikere, kompenserer denne effekten for virkningen av bølger på kjeglens sidevegger.

8. Ionemotordyse

En jet- eller rakettmotor presser kjøretøyet (skyvekraften) når det støter ut akselerert forbrenningsgass. Ionethrusteren som brukes i romsonder sender også ut gass (8), men i form av ioner akselerert i et elektromagnetisk felt. EmDrive blåser ikke noe av dette ut.

ifølge Newtons tredje lov til hver handling er det en motsatt og lik reaksjon, det vil si at de gjensidige handlingene til to kropper alltid er like og motsatte. Lener vi oss mot veggen, presser den også på oss, selv om den ikke går noen vei. Mens han snakker prinsippet om bevaring av momentumHvis ytre krefter (interaksjoner) ikke virker på et system av kropper, så har dette systemet et konstant momentum. Kort sagt, EmDrive skal ikke fungere. Men det fungerer. Det er i hvert fall det deteksjonsenhetene viser.

Kraften til prototypene som er bygget så langt slår dem ikke av beina, selv om, som vi allerede har nevnt, noen av ionmotorene som brukes i praksis, opererer i disse mikro-Newtonske områdene. Ifølge Scheuer kan skyvekraften i EmDrive økes kraftig ved bruk av superledere.

Pilotbølgeteori

Pilotbølgeteorien ble gitt av NASA-forskere som et mulig vitenskapelig grunnlag for driften av EmDrive. Dette er den første kjente teorien om skjulte variabler presentert av Louise de Broglie i 1927, senere glemt, så gjenoppdaget og forbedret David Bohm - nå kalt de Broglie-Bohm teori. Den er blottet for problemene som eksisterer i standardtolkningen av kvantemekanikk, slik som den øyeblikkelige kollapsen av bølgefunksjonen og måleproblemet (kjent som Schrödingers katteparadoks).

dette ikke-lokal teoridette betyr at bevegelsen til en gitt partikkel er direkte påvirket av bevegelsen til andre partikler i systemet. Denne ikke-lokaliteten tillater imidlertid ikke at informasjon overføres med en hastighet som er større enn lysets hastighet, og er derfor ikke i strid med relativitetsteorien. Pilotbølgeteorien er fortsatt en av flere tolkninger av kvantemekanikk. Så langt er det ikke funnet noen eksperimentelle forskjeller mellom spådommene til pilotbølgeteorien og standardtolkningen av kvantemekanikk.

I hans publikasjon fra 1926 Max Born foreslått at bølgefunksjonen til Schrödinger-bølgeligningen er sannsynlighetstettheten for å oppdage en partikkel. Det var for denne ideen at de Broglie utviklet pilotbølgeteorien og utviklet pilotbølgefunksjonen. Han foreslo opprinnelig en tilnærming med dobbel løsning der et kvanteobjekt inneholder en fysisk bølge (u-bølge) i det virkelige rom som har et sfærisk entallsområde som forårsaker partikkellignende oppførsel. I denne originale formen for teori postulerte ikke forskeren eksistensen av en kvantepartikkel. Senere formulerte han pilotbølgeteorien og presenterte den på den berømte Solvay-konferansen i 1927. Wolfgang Pauli han antok imidlertid at en slik modell ikke ville være riktig for uelastisk partikkelspredning. De Broglie fant ikke

til dette svaret og forlot snart pilotbølgekonseptet. Han utviklet aldri teorien sin for å dekke tilfeldighet.

mange partikler.

I 1952 gjenoppdaget David Bohm pilotbølgeteorien. De Broglie-Bohm-teorien ble etter hvert anerkjent som den korrekte tolkningen av kvantemekanikk og representerer et seriøst alternativ til den mest populære København-tolkningen til dags dato. Viktigere, det er fri for måleparadokset som forstyrrer standardtolkningen av kvantemekanikk.

Posisjonene og momentumet til partiklene er latente variabler i den forstand at hver partikkel har veldefinerte koordinater og momentum til enhver tid. Det er imidlertid umulig å måle begge disse størrelsene samtidig, siden hver måling av den ene forstyrrer verdien av den andre - iht. Heisenberg usikkerhetsprinsipp. Settet med partikler har en tilsvarende materiebølge som utvikler seg i henhold til Schrödinger-ligningen. Hver partikkel følger en deterministisk bane kontrollert av en pilotbølge. Samlet tilsvarer tettheten av partikler høyden på amplituden til bølgefunksjonen. Bølgefunksjonen er uavhengig av partikler og kan eksistere som en tom bølgefunksjon.

I København-tolkningen har ikke partikler en fast plassering før de er observert. I bølgeteori

pilotposisjonene til partiklene er godt definert, men dette har ulike alvorlige konsekvenser for hele fysikken - derfor

også denne teorien er ikke veldig populær. Den lar deg imidlertid forklare hvordan EmDrive fungerer.

"Hvis et medium kan overføre akustiske vibrasjoner, så kan dets komponenter samhandle og overføre momentum," skriver NASA-forskerteamet i en publikasjon fra november 2016. bryte Newtons bevegelseslover.

En av konsekvensene av denne tolkningen er tilsynelatende at EmDrive vil bevege seg, som om den "skubber av" fra universet.

 EmDrive bør ikke bryte fysikkens lover...

… sier Mike McCulloch fra University of Plymouth, og foreslår en ny teori som foreslår en annen måte å tenke på om bevegelsen og tregheten til objekter med svært små akselerasjoner. Hvis han hadde rett, ville vi ende opp med å kalle den mystiske driften «ikke-treghet», fordi det er treghet, altså treghet, som hjemsøker den britiske forskeren.

Treghet er karakteristisk for alle objekter som har masse, reagerer på en retningsendring eller på akselerasjon. Med andre ord kan masse betraktes som et mål på treghet. Selv om dette virker for oss som et velkjent konsept, er ikke dets natur så åpenbart. McCullochs konsept er basert på antakelsen om at treghet skyldes en effekt forutsagt av generell relativitet kalt Unru strålinga er svartkroppsstråling som virker på akselererende objekter. På den annen side kan vi si at den vokser når vi akselererer.

Om EmDrive McCullochs konsept er basert på følgende tanke: hvis fotoner har noen masse, må de oppleve treghet når de reflekteres. Imidlertid er Unruh-strålingen veldig liten i dette tilfellet. Så liten at den kan samhandle med sitt nærmiljø. Når det gjelder EmDrive, er dette kjeglen til "motor"-designet. Kjeglen tillater Unruh-stråling av en viss lengde i den bredere enden, og stråling med kortere lengde i den smalere enden. Fotonene reflekteres, så tregheten deres i kammeret må endres. Og fra prinsippet om bevaring av momentum, som, i motsetning til hyppige meninger om EmDrive, ikke brytes i denne tolkningen, følger det at trekkraft bør skapes på denne måten.

McCullochs teori eliminerer på den ene siden problemet med bevaring av momentum, og på den andre siden er den på sidelinjen av den vitenskapelige mainstream. Fra et vitenskapelig synspunkt er det diskutabelt å anta at fotoner har en treghetsmasse. Dessuten, logisk sett, bør lysets hastighet endres inne i kammeret. Dette er ganske vanskelig for fysikere å akseptere.

Er det virkelig en streng?

Til tross for de nevnte positive resultatene fra EmDrive traction-studien, er kritikerne fortsatt mot det. De bemerker at, i motsetning til medieoppslag, har NASA ennå ikke bevist at motoren faktisk fungerer. Det er for eksempel mulig med absolutt sikkerhet eksperimentelle feilforårsaket blant annet av fordampning av materialer som utgjør deler av fremdriftssystemet.

Kritikere hevder at styrken til en elektromagnetisk bølge i begge retninger faktisk er ekvivalent. Vi har å gjøre med en annen bredde på beholderen, men dette endrer ikke noe, fordi mikrobølger, reflektert fra en bredere ende, kommer tilbake, faller ikke bare på en smalere bunn, men også på veggene. Skeptikere vurderte for eksempel å skape lett skyv med luftstrøm, men NASA utelukket dette etter tester i et vakuumkammer. Samtidig aksepterte andre forskere ydmykt de nye dataene, og lette etter en måte å meningsfullt forene dem med prinsippet om bevaring av momentum.

Noen tviler på at dette eksperimentet skiller den spesifikke drivkraften til motoren og varmeeffekten til systemet behandlet med elektrisk strøm (9). I NASAs eksperimentelle oppsett kommer en veldig stor mengde termisk energi inn i sylinderen, noe som kan endre massefordelingen og tyngdepunktet, noe som gjør at EmDrive-skyvekraften blir oppdaget i måleapparatene.

9. Termiske bilder av systemet under testing

EmDrive-entusiaster sier det hemmeligheten ligger blant annet i formen av en konisk sylinderdet er derfor linjen bare vises. Skeptikere svarer at det ville være verdt å teste den umulige aktuatoren med en vanlig sylinder. For hvis det var trøkk i en slik konvensjonell, ikke-konisk design, ville det undergrave noen av de "mystiske" påstandene om EmDrive, og ville også støtte mistanker om at de kjente termiske effektene av den "umulige motoren" er i arbeid i eksperimentell oppsett.

"Ytelsen" til motoren, målt ved NASAs Eagleworks-eksperimenter, er også tvilsom. Ved bruk av 40 W ble skyvekraften målt til nivået 40 mikron - innenfor pluss eller minus 20 mikron. Dette er 50 % feil. Etter å ha økt effekten til 60 watt, ble ytelsesmålingene enda mindre nøyaktige. Men selv om vi tar disse dataene for pålydende, den nye typen drivverk produserer fortsatt bare en tidel av kraften per kilowatt elektrisitet som kan oppnås med avanserte ion-thrustere som NSTAR eller NEXT.

Skeptikere etterlyser ytterligere, mer grundig og selvfølgelig uavhengig testing. De husker at EmDrive-strengen dukket opp i kinesiske eksperimenter tilbake i 2012, og forsvant etter forbedringen av eksperimentelle og målemetoder.

Sannhetssjekk i bane

Det endelige (?) svaret på spørsmålet om drivverket fungerer med et resonanskammer er unnfanget av nevnte Guido Fett - oppfinneren av en variant av dette konseptet kalt Kanna Drive. Etter hans mening vil skeptikere og kritikere ha sin munn ved å sende en satellitt drevet av denne motoren i bane. Selvfølgelig vil den stenge hvis Cannae Drive faktisk sender opp en satellitt.

En sonde på størrelse med 6 CubeSat-enheter (dvs. omtrent 10 × 20 × 30 cm) bør heves til en høyde på 241 km, hvor den vil ligge i omtrent et halvt år. Tradisjonelle satellitter av denne størrelsen går tom for korreksjonsdrivstoff på omtrent seks uker. Solcelledrevet EmDrive vil fjerne denne begrensningen.

For å konstruere enheten, Cannae Inc., drevet av Fetta, Inc. grunnla selskapet med LAI International og SpaceQuest Ltd, med erfaring som leverandør av reservedeler, inkl. for luftfarts- og mikrosatellittprodusenter. Hvis alt går bra, da Theseus, fordi det er navnet på den nye satsingen, kunne lansere den første EmDrive-mikrosatellitten i 2017.

De er ikke annet enn fotoner, sier finnene.

Noen måneder før NASAs resultater ble publisert, publiserte det fagfellevurderte tidsskriftet AIP Advances en artikkel om den kontroversielle EmDrive-motoren. Forfatterne, fysikkprofessor Arto Annila fra Universitetet i Helsinki, Dr. Erkki Kolehmainen fra Universitetet i Jyväskylä i organisk kjemi, og fysiker Patrick Grahn fra Comsol, hevder at EmDrive får skyvekraft på grunn av frigjøring av fotoner fra et lukket kammer.

Professor Annila er en kjent forsker på naturkreftene. Han er forfatter av nesten femti artikler publisert i prestisjetunge tidsskrifter. Teoriene hans har funnet anvendelser i studiet av mørk energi og mørk materie, evolusjon, økonomi og nevrovitenskap. Annila er kategorisk: EmDrive er som alle andre motorer. Tar drivstoff og skaper skyvekraft.

På drivstoffsiden er alt enkelt og klart for alle - mikrobølger sendes til motoren. Problemet er at ingenting kan sees fra det, så folk tror at motoren ikke fungerer. Så hvordan kan noe uoppdagelig komme ut av det? Fotoner spretter frem og tilbake i kammeret. Noen av dem går i samme retning og med samme hastighet, men fasen er forskjøvet med 180 grader. Derfor, hvis de reiser i denne konfigurasjonen, kansellerer de hverandres elektromagnetiske felt. Det er som bølger av vann som beveger seg sammen når den ene er forskjøvet fra den andre slik at de kansellerer hverandre. Vannet går ikke bort, det er der fortsatt. På samme måte forsvinner ikke fotoner som bærer momentum, selv om de ikke er synlige som lys. Og hvis bølgene ikke lenger har elektromagnetiske egenskaper, fordi de har blitt eliminert, reflekterer de ikke fra veggene i kammeret og forlater det ikke. Så vi har en kjøretur på grunn av fotonpar.

En båt nedsenket i relativ romtid

Den anerkjente fysikeren James F. Woodward (10) vurderer derimot at det fysiske grunnlaget for driften av en ny type fremdriftsinnretning er s.k. bakhold Maha. Woodward formulerte en ikke-lokal matematisk teori basert på Machs prinsipp. Mest bemerkelsesverdig er imidlertid teorien hans verifiserbar fordi den forutsier fysiske effekter.

Woodward sier at hvis masse-energitettheten til et gitt system endres med tiden, endres massen til det systemet med en mengde proporsjonal med den andre deriverte av endringen i tettheten til det aktuelle systemet.

Hvis for eksempel en 1 kg keramisk kondensator lades en gang med en positiv, noen ganger negativ spenning som endres med en frekvens på 10 kHz og overfører effekt, for eksempel 100 W - forutsier Woodwards teori at massen til kondensatoren skal endres ± 10 milligram rundt sin opprinnelige masseverdi ved en frekvens på 20 kHz. Denne forutsigelsen er bekreftet i laboratoriet og dermed er Machs prinsipp empirisk bekreftet.

Ernst Mach mente at kroppen beveger seg jevnt ikke i forhold til det absolutte rom, men i forhold til massesenteret til alle andre kropper i universet. Tregheten til en kropp er et resultat av dens interaksjon med andre kropper. I følge mange fysikere ville den fulle realiseringen av Machs prinsipp bevise den fullstendige avhengigheten av romtidsgeometrien til fordelingen av materie i universet, og teorien som tilsvarer det ville være teorien om relativ romtid.

Visuelt kan dette konseptet til EmDrive-motoren sammenlignes med roing i havet. Og dette havet er universet. Bevegelsen vil virke mer eller mindre som en åre som dykker ned i vannet som utgjør universet og frastøter seg fra det. Og det mest interessante med alt dette er at fysikken nå er i en slik tilstand at slike metaforer ikke virker som science fiction og poesi i det hele tatt.

Ikke bare EmDrive, eller fremtidens romstasjoner

Mens Scheuer-motoren bare har gitt et minimalt løft, har den allerede en stor fremtid innen romfart som vil ta oss til Mars og utover. Dette er imidlertid ikke det eneste håpet for en virkelig rask og effektiv romfartøysmotor. Her er noen flere konsepter:

•  kjernefysisk drift. Det ville bestå i å avfyre ​​atombomber og styre eksplosjonens kraft med en "tønne" mot akterenden av skipet. Atomeksplosjoner vil skape en slagkraft som «skyver» skipet fremover. Et ikke-eksplosivt alternativ ville være å bruke et salt spaltbart materiale, for eksempel uranbromid, oppløst i vann. Slikt drivstoff lagres i en rekke beholdere, atskilt fra hverandre med et lag av slitesterkt materiale, med tillegg av bor, slitesterkt

  en nøytronabsorber som hindrer dem i å strømme mellom beholdere. Når vi starter motoren, kombineres materialet fra alle beholderne, noe som forårsaker en kjedereaksjon, og løsningen av salt i vann blir til plasma, som etterlater rakettdysen beskyttet mot den enorme temperaturen i plasmaet av et magnetfelt, gir en konstant skyv. Det er anslått at denne metoden kan akselerere raketten opp til 6 m/s og enda mer. Men med denne metoden trengs det store volumer kjernebrensel – for et skip som veier tusen tonn vil dette være så mye som 10 tonn. tonn uran.

• Fusjonsmotor som bruker deuterium. Plasma med en temperatur på rundt 500 millioner grader Celsius, som gir skyvekraft, utgjør et alvorlig problem for designere, for eksempel eksosdyser. Hastigheten som teoretisk kan oppnås i dette tilfellet er imidlertid nær en tidel av lysets hastighet, dvs. opptil 30 XNUMX. km/s. Imidlertid er dette alternativet fortsatt teknisk umulig.
• Antimaterie. Denne merkelige tingen eksisterer virkelig - på CERN og Fermilab klarte vi å samle rundt en billion antiprotoner, eller ett pikogram antimaterie, ved å bruke samleringer. Teoretisk sett kan antimaterie lagres i såkalte Penning-feller, der magnetfeltet hindrer det i å kollidere med veggene i beholderen. Utsletting av antimaterie av vanlige

  med et stoff, for eksempel med hydrogen, gir gigantisk energi fra et høyenergiplasma i en magnetfelle. Teoretisk sett kan et kjøretøy drevet av utslettelsesenergien til materie og antimaterie akselerere til 90 % av lyshastigheten. Imidlertid er produksjonen av antistoff i praksis ekstremt vanskelig og kostbar. En gitt batch krever ti millioner ganger mer energi å produsere enn den kan produsere senere.

• solseil. Dette er et drivkonsept som har vært kjent i mange år, men som fortsatt venter, i hvert fall foreløpig, på å bli realisert. Seilene vil operere ved hjelp av den fotoelektriske effekten beskrevet av Einstein. Imidlertid må overflaten deres være veldig stor. Selve seilet må også være veldig tynt slik at strukturen ikke veier for mye.
• Drive enhet . Fantomister sier at det er nok å... deformere plass, som faktisk forkorter avstanden mellom kjøretøyet og destinasjonen og øker avstanden bak den. Dermed beveger passasjeren seg bare litt, men i "boblen" overvinner han en enorm avstand. Så fantastisk som det høres ut, har NASA-forskere eksperimentert ganske seriøst.

  med effekter på fotoner. I 1994 foreslo fysikeren Dr. Miguel Alcubierre en vitenskapelig teori som beskrev hvordan en slik motor kunne fungere. Faktisk ville det være et slags triks - i stedet for å bevege seg raskere enn lysets hastighet, ville det endre romtiden i seg selv. Dessverre, ikke regn med å få platen når som helst snart. Et av de mange problemene med det er at et skip som drives på denne måten vil trenge negativ energi for å drive det. Det er sant at denne typen energi er kjent for teoretisk fysikk - den teoretiske modellen av vakuumet som et endeløst hav av negative energipartikler ble først foreslått av den britiske fysikeren Paul Dirac i 1930 for å forklare eksistensen av forutsagt negativ energikvante. stater. i henhold til Dirac-ligningen for relativistiske elektroner.

  I klassisk fysikk antas det at i naturen er det bare en løsning med positiv energi, og en løsning med negativ energi gir ikke mening. Dirac-ligningen postulerer imidlertid eksistensen av prosesser der en negativ løsning kan oppstå fra "normale" positive partikler, og derfor ikke kan ignoreres. Det er imidlertid ikke kjent om negativ energi kan skapes i den virkeligheten som er tilgjengelig for oss.

  Det er mange problemer med implementeringen av stasjonen. Kommunikasjon ser ut til å være en av de viktigste. For eksempel er det ikke kjent hvordan et skip kan kommunisere med de omkringliggende områdene i rom-tid, bevege seg raskere enn lysets hastighet? Dette vil også forhindre at stasjonen snubler eller starter.