'n Nuwe teorie oor hoe die EmDrive-enjin werk. Die enjin is andersins moontlik

Die bekende EmDrive (1) behoort nie die wette van fisika te breek nie, sê Mike McCulloch (2) van die Universiteit van Plymouth. Die wetenskaplike stel 'n teorie voor wat 'n nuwe manier voorstel om die beweging en traagheid van voorwerpe met baie klein versnellings te verstaan. As hy reg was, sou ons uiteindelik die geheimsinnige dryfkrag “nie-traagheid” noem, want dit is traagheid, dit wil sê traagheid, wat by die Britse navorser spook.

Traagheid is kenmerkend van alle voorwerpe wat massa het, reageer op 'n verandering in rigting of op versnelling. Met ander woorde, massa kan beskou word as 'n maatstaf van traagheid. Alhoewel dit vir ons 'n bekende konsep lyk, is die aard daarvan nie so voor die hand liggend nie. McCulloch se konsep is gebaseer op die aanname dat traagheid te wyte is aan 'n effek wat voorspel word deur algemene relatiwiteit genoem bestraling van Unruhdit is swart liggaamsstraling wat op versnellende voorwerpe inwerk. Aan die ander kant kan ons sê dat die temperatuur van die heelal toeneem soos ons versnel.

2. Mike McCulloch van Plymouth Universiteit

Volgens McCulloch is traagheid bloot die druk wat Unruh-straling op 'n versnellende liggaam uitoefen. Die effek is moeilik om te bestudeer vir die versnellings wat ons algemeen op Aarde waarneem. Volgens die wetenskaplike word dit eers sigbaar wanneer die versnellings kleiner word. By baie klein versnellings is die Unruh-golflengtes so groot dat hulle nie meer in die waarneembare heelal pas nie. Wanneer dit gebeur, voer McCulloch aan, kan traagheid slegs sekere waardes aanneem en van een waarde na 'n ander spring, wat tereg soos kwantumeffekte lyk. Met ander woorde, traagheid moet gekwantiseer word as 'n komponent van klein versnellings.

McCulloch glo dat hulle deur sy teorie in waarnemings bevestig kan word. vreemde spoedpunte waargeneem tydens die deurgang van sommige ruimtevoorwerpe naby die Aarde na ander planete. Dit is moeilik om hierdie effek noukeurig op Aarde te bestudeer omdat die versnellings wat daarmee gepaardgaan baie klein is.

Wat die EmDrive self betref, is McCulloch se konsep gebaseer op die volgende idee: as fotone 'n soort massa het, moet hulle, wanneer dit weerkaats word, traagheid ervaar. Die Unruh-straling is egter baie klein in hierdie geval. So klein dat dit interaksie kan hê met sy onmiddellike omgewing. In die geval van die EmDrive is dit die keël van die "enjin"-ontwerp. Die keël maak voorsiening vir Unruh-straling van 'n sekere lengte aan die wyer kant, en straling van 'n korter lengte aan die nouer kant. Die fotone word weerkaats, so hul traagheid in die kamer moet verander. En uit die beginsel van behoud van momentum, wat, in teenstelling met die gereelde menings oor EmDrive, nie in hierdie interpretasie geskend word nie, volg dat traksie op hierdie manier geskep moet word.

McCulloch se teorie kan eksperimenteel op ten minste twee maniere getoets word. Eerstens, deur 'n diëlektrikum in die kamer te plaas - dit behoort die doeltreffendheid van die aandrywing te verhoog. Tweedens, volgens die wetenskaplike, kan die verandering van die grootte van die kamer die rigting van stukrag verander. Dit sal gebeur wanneer die Unruh-straling beter geskik is vir die nouer punt van die keël as vir die breër een. 'n Soortgelyke effek kan veroorsaak word deur die frekwensie van fotonstrale binne die keël te verander. "Omkering van stoot het reeds in 'n onlangse NASA-eksperiment plaasgevind," sê die Britse navorser.

McCulloch se teorie skakel aan die een kant die probleem van behoud van momentum uit, en is aan die ander kant op die kantlyn van die wetenskaplike hoofstroom. (tipiese randwetenskap). Vanuit 'n wetenskaplike oogpunt is dit debatteerbaar om aan te neem dat fotone 'n traagheidsmassa het. Boonop, logieserwys, moet die spoed van lig binne die kamer verander. Dit is nogal moeilik vir fisici om te aanvaar.

3. Die werkingsbeginsel van die EmDrive-enjin

Dit werk maar meer toetse is nodig

EmDrive was oorspronklik die breinkind van Roger Scheuer, een van die mees prominente lugvaartkundiges in Europa. Hy het hierdie ontwerp in die vorm van 'n koniese houer aangebied. Die een kant van die resonator is wyer as die ander, en sy afmetings word so gekies dat dit resonansie verskaf vir elektromagnetiese golwe van 'n sekere lengte. Gevolglik moet hierdie golwe wat na die wyer kant voortplant, versnel en stadiger word na die nouer punt (3). Daar word aanvaar dat hulle, as gevolg van verskillende golffrontverplasingssnelhede, verskillende stralingsdruk op die teenoorgestelde ente van die resonator uitoefen, en dus 'n nie-nul string wat die voorwerp beweeg.

Volgens bekende fisika kan momentum egter nie toeneem as geen bykomende krag toegepas word nie. Teoreties werk EmDrive deur die verskynsel van stralingsdruk te gebruik. Die groepsnelheid van 'n elektromagnetiese golf, en dus die krag wat daardeur gegenereer word, kan afhang van die geometrie van die golfleier waarin dit voortplant. Volgens Scheuer se idee, as jy 'n koniese golfleier op so 'n manier bou dat die golfspoed aan die een kant aansienlik verskil van die golfspoed aan die ander kant, dan kry jy 'n verskil in stralingsdruk deur hierdie golf tussen die twee ente te reflekteer , d.w.s. voldoende krag om traksie te verkry. Volgens Shayer, EmDrive oortree nie die wette van fisika nie, maar gebruik Einstein se teorie - die enjin is in 'n ander verwysingsraamwerk as die "werkende" golf daarin.

Tot dusver is net baie kleintjies gebou. Prototipes van EmDrive met trekkrag van die orde van mikronuus. 'n Redelik groot navorsingsinstelling, China se Xi'an Noordwes Politegniese Universiteit, het geëksperimenteer met 'n prototipe-enjin met 'n stootkrag van 720 µN (mikronewton). Dit is dalk nie veel nie, maar sommige ioonstuwers wat in sterrekunde gebruik word, genereer nie meer nie.

4. EmDrive-toets 2014.

Die weergawe van EmDrive wat deur NASA (4) getoets is, is die werk van die Amerikaanse ontwerper Guido Fetti. Vakuumtoetsing van die slinger het bevestig dat dit 'n stootkrag van 30-50 µN bereik. Die Eagleworks Laboratory, geleë by die Lyndon B. Johnson Space Centre in Houston, het sy werk in 'n vakuum bevestig. NASA-kundiges verduidelik die werking van die enjin deur kwantumeffekte, of eerder, deur interaksie met materie en antimateriedeeltjies wat ontstaan ​​en dan wedersyds in die kwantumvakuum vernietig.

Die Amerikaners wou lank nie amptelik erken dat hulle die stukrag wat deur EmDrive geproduseer word, waargeneem het nie, uit vrees dat die gevolglike klein waarde aan meetfoute te wyte kon wees. Daarom is die meetmetodes verfyn en die eksperiment is herhaal. Eers ná dit alles het NASA die resultate van die studie bevestig.

Soos die International Business Times egter in Maart 2016 berig het, het een van die NASA-werknemers wat aan die projek gewerk het, gesê dat die agentskap beplan om die hele eksperiment met 'n aparte span te herhaal. Dit sal haar toelaat om die oplossing finaal te toets voordat sy besluit om meer geld daarin te belê.