EmDrive töötab! Mõla sukeldus universumisse

Füüsika on peaaegu kuristiku serval. 2016. aasta novembris avaldas NASA teadusliku aruande EmDrive'i testimise kohta Eagleworks Laboratories'is (1). Selles kinnitab amet, et seade toodab veojõudu ehk töötab. Probleem on selles, et siiani pole teada, miks see töötab ...

1. Laborisüsteem mootori tõukejõu mõõtmiseks EmDrive

2. Testimise ajal EmDrive'i stringi kirjutamine

NASA Eagleworks Laboratories teadlased ja insenerid lähenesid oma uurimistööle väga hoolikalt. Nad püüdsid isegi leida võimalikke veaallikaid – kuid tulutult. Nemad EmDrive mootor andis 1,2 ± 0,1 milliwtonni tõukejõudu kilovati võimsuse kohta (2). See tulemus on märkamatu ja selle üldine kasutegur on kordades madalam kui ioontorudel, näiteks Halli tõukuritel, kuid selle suurt eelist on raske vaielda – see ei nõua kütust.Seetõttu pole vaja võimalikule reisile kaasa võtta ühtegi selle võimsusega “laetud” kütusepaaki.

See pole esimene kord, kui teadlased tõestavad, et see toimib. Samas pole keegi veel suutnud selgitada, miks. NASA eksperdid usuvad, et selle mootori töö on seletatav pilootlaine teooria. Muidugi pole see ainus hüpotees, mis püüab seletada jada salapärast allikat. Teadlaste oletuste kinnitamiseks on vaja täiendavaid uuringuid. Olge kannatlik ja valmis järgmisteks väideteks, et EmDrive (3)… See tõesti toimib.

See puudutab kiirendust

EmDrive'i korpus on viimastel kuudel kiirenenud ja kiirendanud nagu tõeline raketimootor. Seda tõendab järgmine sündmuste jada:

• 2015. aasta aprillis teatasid José Rodal, Jeremy Mullikin ja Noel Munson oma uurimistöö tulemustest foorumis (see on nimele vaatamata kaubanduslik sait, mis ei ole NASAga seotud). Nagu selgus, kontrollisid nad mootori tööd vaakumis ja kõrvaldasid võimalikud mõõtmisvead, tõestades nende abil selle mootori tööpõhimõtet.
• 2015. aasta augustis avaldati Dresdeni tehnikaülikooli Martin Taimari uuringu tulemused. Füüsik ütles, et EmDrive'i mootor sai küll tõukejõu, kuid see pole sugugi tõend selle toimimisest. Taimari katse eesmärk oli testida varasemate mootori testimisel kasutatud meetodite kõrvalmõjusid. Eksperimenti ennast kritiseeriti aga ebatäpse läbiviimise, mõõtmisvigade pärast ning väljakuulutatud tulemusi nimetati "sõnamänguks".
• 2016. aasta juunis kuulutas Saksa teadlane ja insener Paul Kotsila välja ühisrahastuskampaania PocketQube-i nimelise satelliidi kosmosesse saatmiseks.
• 2016. aasta augustis kuulutas ettevõtte Cannae Inc. asutaja Guido Fetta välja Cannae Drive'iga varustatud miniatuurse satelliidi CubeSati stardikontseptsiooni (4), see tähendab teie enda EmDrive'i versioonis.
• 2016. aasta oktoobris sai EmDrive’i leiutaja Roger J. Scheuer Ühendkuningriigi ja rahvusvahelised patendid oma mootori teise põlvkonna jaoks.
• 14. oktoobril 2016 avaldati International Business Times UK jaoks filmiintervjuu Scheueriga. See esindab muuhulgas EmDrive’i tulevikku ja arengulugu ning selgus, et leiutisest tunnevad huvi USA ja Suurbritannia kaitseministeerium, aga ka Pentagon, NASA ja Boeing. Scheuer andis mõnele neist organisatsioonidest kogu tehnilise dokumentatsiooni 8g ja 18g tõukejõu EmDrive'i juhtimiseks ja demonstratsioonideks. Scheuer usub, et teise põlvkonna EmDrive'i krüogeense ajami tõukejõud on eeldatavasti samaväärne, mis võimaldab ajamil kasutada peaaegu kõigis kaasaegsetes autodes.
• 17. novembril 2016 avaldati ülalnimetatud NASA uurimistulemused, mis esialgu kinnitasid elektrijaama tööd.

4. Cannae Drive satelliidi pardal – visualiseerimine

17 aastat ja endiselt mõistatus

5. Roger Scheuer oma EmDrive'i mudeliga

EmDrive'i pikem ja täpsem nimi on RF-resonantsresonaatori mootor. Elektromagnetilise ajami kontseptsiooni töötas 1999. aastal välja Briti teadlane ja insener Roger Scheuer, Satellite Propulsion Research Ltd asutaja. 2006. aastal avaldas ta ajakirjas New Scientist artikli EmDrive'i kohta (5). Teadlased on teksti tugevalt kritiseerinud. Esitatud kontseptsioonil põhinev relativistlik elektromagnetiline ajam rikub nende hinnangul impulsi jäävuse seadust, s.o. on veel üks fantaasiavõimalus.

aga Nii mõne aasta tagused Hiina testid kui ka NASA sügisel läbiviidud katsed näivad kinnitavat, et elektromagnetilise kiirguse survet kasutav liikumine pinnale ja elektromagnetlainete peegelduse mõju koonilises lainejuhis põhjustavad jõudude erinevust. ja veojõu välimus. Seda võimsust saab omakorda korrutada Peeglid, asetatud sobivale kaugusele, mis on poole elektromagnetlaine pikkuse kordne.

NASA Eagleworks Labi eksperimendi tulemuste avaldamisega on selle potentsiaalselt revolutsioonilise lahenduse üle elavnenud poleemika. Lahknevused eksperimentaalsete tulemuste ja tegeliku teadusliku teooria ning füüsikaseaduste vahel on tekitanud palju äärmuslikke arvamusi tehtud katsete kohta. Lahknevus kosmosereiside läbimurde optimistlike väidete ja uurimistulemuste avaliku eitamise vahel on pannud paljusid sügavalt mõtlema teaduslike teadmiste universaalsete postulaatide ja dilemmade ning teadusliku katse piirangute üle.

Kuigi Scheueri projekti avalikustamisest oli möödunud rohkem kui seitseteist aastat, ei saanud Briti inseneri mudel kaua oodata usaldusväärset uurimistööd. Kuigi katseid selle rakendamisega korrati aeg-ajalt, ei otsustatud neid korralikult valideerida ja metoodikat konkreetses teaduslikus uuringus testida. Olukord selles osas muutus pärast ülalmainitud eksperimendi eelretsenseeritud tulemuste avaldamist Ameerika laboris Eagleworks. Kuid lisaks omaksvõetud uurimismeetodi tõestatud õiguspärasusele ei hajutatud algusest peale kogu rida kahtlusi, mis tegelikult õõnestas idee enda usaldusväärsust.

Ja Newton?

Illustreerimaks probleemi ulatust Scheueri mootoriprintsiibiga, kipuvad kriitikud EmDrive’i idee autorit võrdlema autoomanikuga, kes soovib oma autot liikuma panna, surudes seestpoolt vastu esiklaasi. Nii illustreeritud ebakõla Newtoni dünaamika aluspõhimõtetega peetakse endiselt peamiseks vastuväiteks, mis välistab täielikult Briti inseneri disaini usaldusväärsuse. Scheueri mudeli vastaseid ei veennud järjestikused katsed, mis ootamatult näitasid, et EmDrive'i mootor suudab tõhusalt töötada.

Muidugi tuleb tunnistada, et seni saadud katsetulemused kannatavad selge sisulise baasi puudumise tõttu teaduslikult tõestatud sätete ja mustrite näol. Nii teadlased kui ka entusiastid, kes tõestavad elektromagnetilise mootorimudeli töövõimet, tunnistavad, et nad pole leidnud selgelt kinnitatud füüsilist printsiipi, mis seletaks selle toimimist väidetavalt Newtoni dünaamikaseadustega vastuolus olevana.

6. Interaktsioonivektorite hüpoteetiline jaotus EmDrive'i silindris

Scheuer ise aga postuleerib vajaduse käsitleda oma projekti kvantmehaanika alusel, mitte klassikalise, nagu tavaliste ajamite puhul. Tema hinnangul toetub EmDrive’i töö elektromagnetlainete spetsiifiline mõju ( 6), mille mõju Newtoni põhimõtetes täielikult ei kajastu. Samuti ei esita Scheuer teaduslikult ja metoodiliselt kontrollitud tõendeid.

Vaatamata kõigile tehtud teadaannetele ja paljutõotavatele uurimistulemustele on NASA Eagleworks Laboratory eksperimendi tulemused alles algus pikale tõendite kontrollimise protsessile ja Scheueri algatatud projekti teadusliku usaldusväärsuse suurendamisele. Kui uurimiskatsete tulemused osutuvad reprodutseeritavateks ning mudeli toimimine leiab kinnitust ka kosmosetingimustes, jääb analüüsimiseks palju tõsisem küsimus. avastuse ja dünaamika põhimõtete ühitamise probleemsamas puutumatuna. Sellise olukorra tekkimine ei tohiks automaatselt tähendada kehtiva teadusliku teooria või fundamentaalsete füüsikaliste seaduste eitamist.

Teoreetiliselt töötab EmDrive kasutades kiirgusrõhu fenomeni. Elektromagnetlaine rühmakiirus ja seega ka selle tekitatud jõud võivad sõltuda selle lainejuhi geomeetriast, milles see levib. Scheueri idee järgi, kui ehitada kooniline lainejuht selliselt, et laine kiirus ühes otsas erineb oluliselt lainekiirusest teises otsas, siis peegeldades lainet kahe otsa vahel, saate erinevuse kiirgusrõhk, st jõud, mis on piisav veojõu saavutamiseks. Scheueri sõnul ei riku EmDrive füüsikaseadusi, vaid kasutab Einsteini teooriat – mootor on lihtsalt sees teine ​​tugiraamistik kui "töötav" laine selle sees.

7. EmDrive'i töö kontseptuaalne skeem

Raske on mõista, kuidas EmDrive töötab, kuid teate, millest see koosneb (7). Seadme kõige olulisem osa on mikrolaineahju resonaatormillesse tekkis mikrolainekiirgus mikrolaine (mikrolainet kiirgav lamp, mida kasutatakse nii radari- kui ka mikrolaineahjus). Resonaator on kujult sarnane kärbitud metallkoonusega – üks ots on teisest laiem. Õigesti valitud mõõtmete tõttu resoneerivad selles teatud pikkusega elektromagnetlained. Eeldatakse, et need lained kiirenevad laiema otsa suunas ja aeglustuvad kitsama otsa suunas. Laine nihkekiiruse erinevus peaks kaasa tooma resonaatori vastasotstele avaldatava kiirgusrõhu erinevuse ja seega moodustumise sõiduki tõukejõud. See jada toimib laiema baasi suunas. Probleem on selles, et Scheueri kriitikute sõnul kompenseerib see efekt lainete mõju koonuse külgseintele.

8. Ioonmootori otsik

Reaktiiv- või rakettmootor surub sõidukit (tõukejõudu), kuna see paiskab välja kiirendatud põlemisgaasi. Kosmosesondides kasutatav ioontõukur eraldab ka gaasi (8), kuid elektromagnetväljas kiirendatud ioonide kujul. EmDrive ei puhu sellest midagi välja.

Vastavalt Newtoni kolmas seadus igale tegevusele on vastandlik ja võrdne reaktsioon, see tähendab, et kahe keha vastastikused tegevused on alati võrdsed ja vastandlikud. Kui me toetume vastu seina, siis see vajutab ka meid, kuigi see ei kao kuhugi. Nagu ta räägib impulsi säilitamise põhimõteKui kehade süsteemile välised jõud (interaktsioonid) ei mõju, siis on sellel süsteemil pidev impulss. Ühesõnaga, EmDrive ei tohiks töötada. Aga see toimib. Vähemalt nii näitavad tuvastusseadmed.

Seni ehitatud prototüüpide võimsus neid jalust ei löö, kuigi, nagu juba mainisime, töötab osa praktikas kasutatavaid ioonmootoreid just nendes mikro-Newtoni vahemikes. Scheueri sõnul saab EmDrive'i tõukejõudu ülijuhtide kasutamisega oluliselt suurendada.

Pilootlaine teooria

Pilootlaine teooria andsid NASA teadlased EmDrive'i töö võimaliku teadusliku alusena. See on esimene teadaolev peidetud muutujate teooria, mille esitas Louise de Broglie aastal 1927, hiljem unustatud, seejärel taasavastatud ja täiustatud David Bohm - nüüd kutsutakse de Broglie-Bohmi teooria. Selles puuduvad kvantmehaanika standardtõlgenduses esinevad probleemid, nagu lainefunktsiooni hetkeline kokkuvarisemine ja mõõtmisprobleem (tuntud kui Schrödingeri kassi paradoks).

это mittelokaalne teooriasee tähendab, et antud osakese liikumist mõjutab otseselt süsteemi teiste osakeste liikumine. See mittepaiksus ei võimalda aga edastada informatsiooni valguse kiirusest suurema kiirusega ega ole seetõttu vastuolus relatiivsusteooriaga. Pilootlaine teooria jääb üheks mitmest kvantmehaanika tõlgendusest. Seni pole katselaine teooria ja kvantmehaanika standardtõlgenduse ennustuste vahel eksperimentaalseid erinevusi leitud.

Oma 1926. aasta väljaandes Max Sündinud tegi ettepaneku, et Schrödingeri lainevõrrandi lainefunktsioon on osakese leidmise tõenäosustihedus. Just selle idee jaoks töötas de Broglie välja pilootlaine teooria ja töötas välja pilootlaine funktsiooni. Algselt pakkus ta välja kahe lahenduse lähenemisviisi, milles kvantobjekt sisaldab reaalses ruumis füüsilist lainet (u-lainet), millel on sfääriline ainsuse piirkond, mis põhjustab osakestetaolist käitumist. Selles teooria algvormis ei postuleerinud uurija kvantosakese olemasolu. Hiljem sõnastas ta pilootlaine teooria ja esitas selle kuulsal Solvay konverentsil 1927. aastal. Wolfgang Pauli ta aga eeldas, et selline mudel ei sobi mitteelastse osakeste hajumise jaoks. De Broglie ei leidnud

sellele vastusele ja loobus peagi pilootlaine kontseptsioonist. Ta ei arendanud kunagi oma teooriat juhuslikkuse katmiseks.

palju osakesi.

1952. aastal avastas David Bohm uuesti pilootlaine teooria. De Broglie-Bohmi teooriat tunnistati lõpuks kvantmehaanika õigeks tõlgenduseks ja see kujutab endast tõsist alternatiivi seni populaarseimale Kopenhaageni tõlgendusele. Oluline on see, et see on vaba mõõtmisparadoksist, mis segab kvantmehaanika standardset tõlgendamist.

Osakeste asukohad ja impulss on varjatud muutujad selles mõttes, et igal osakesel on täpselt määratletud koordinaadid ja impulss igal ajahetkel. Siiski on võimatu mõõta mõlemat suurust korraga, kuna ühe mõõtmine häirib teise väärtust - vastavalt Heisenbergi määramatuse printsiip. Osakeste hulgal on vastav ainelaine, mis areneb vastavalt Schrödingeri võrrandile. Iga osake järgib deterministlikku trajektoori, mida juhib pilootlaine. Kokkuvõttes vastab osakeste tihedus lainefunktsiooni amplituudi kõrgusele. Lainefunktsioon on osakestest sõltumatu ja võib eksisteerida tühja lainefunktsioonina.

Kopenhaageni tõlgenduse kohaselt ei ole osakestel kindlat asukohta enne, kui neid vaadeldakse. Laineteoorias

osakeste pilootpositsioonid on hästi määratletud, kuid sellel on mitmesugused tõsised tagajärjed kogu füüsikale – seega

ka see teooria pole eriti populaarne. Siiski võimaldab see selgitada, kuidas EmDrive töötab.

"Kui meedium suudab edastada akustilisi vibratsioone, võivad selle komponendid omavahel suhelda ja impulssi edasi anda," kirjutab NASA uurimisrühm 2016. aasta novembris avaldatud väljaandes. See rikub Newtoni liikumisseadusi.

Ilmselt on selle tõlgenduse üks tagajärgi see, et EmDrive hakkab liikuma, justkui "tõrjumas" universumist.

 EmDrive ei tohiks füüsikaseadusi rikkuda...

…ütleb Mike McCulloch Plymouthi ülikoolist, pakkudes välja uue teooria, mis viitab teistsugusele mõtteviisile väga väikese kiirendusega objektide liikumise ja inertsi kohta. Kui tal oleks õigus, nimetaksime salapärast ajamit lõpuks "mitteinertsiaalseks", sest just inerts, see tähendab inerts, kummitab Briti teadlast.

Inerts on iseloomulik kõigile objektidele, millel on mass, mis reageerivad suunamuutusele või kiirendusele. Teisisõnu võib massi pidada inertsi mõõdupuuks. Kuigi see tundub meile hästi tuntud mõiste, ei ole selle olemus nii ilmne. McCullochi kontseptsioon põhineb eeldusel, et inerts on tingitud üldrelatiivsusteooria ennustatud mõjust, nn. Unru kiirgusa on musta keha kiirgus, mis toimib kiirendavatele objektidele. Teisest küljest võib öelda, et see kasvab, kui kiirendame.

EmDrive'i kohta McCullochi kontseptsioon põhineb järgmisel mõttel: kui footonitel on mingi mass, peavad nad peegeldumisel kogema inertsust. Kuid Unruh kiirgus on sel juhul väga väike. Nii väike, et suudab oma vahetu keskkonnaga suhelda. EmDrive'i puhul on see "mootori" disaini koonus. Koonus võimaldab teatud pikkusega Unruh kiirgust laiemas otsas ja lühema pikkusega kiirgust kitsamas otsas. Footonid peegelduvad, seega peab nende inerts kambris muutuma. Ja impulsi säilitamise põhimõttest, mida vastupidiselt sagedastele arvamustele EmDrive'i kohta selles tõlgenduses ei rikuta, järeldub, et veojõud tuleks luua nii.

McCullochi teooria ühelt poolt kõrvaldab impulsi jäävuse probleemi, teisalt jääb see teadusliku peavoolu kõrvale. Teaduslikust vaatenurgast on vaieldav oletada, et footonitel on inertsiaalne mass. Veelgi enam, loogiliselt võttes peaks valguse kiirus kambri sees muutuma. Seda on füüsikutel üsna raske aktsepteerida.

Kas see on tõesti string?

Vaatamata EmDrive'i veojõuuuringu eelmainitud positiivsetele tulemustele on kriitikud endiselt selle vastu. Nad märgivad, et vastupidiselt meedia teadetele peab NASA veel tõestama, et mootor tegelikult töötab. See on võimalik näiteks täiesti kindlalt eksperimentaalsed veadmis on muu hulgas põhjustatud tõukejõusüsteemi osa moodustavate materjalide aurustumisest.

Kriitikud väidavad, et elektromagnetlaine tugevus mõlemas suunas on tegelikult samaväärne. Tegeleme konteineri erineva laiusega, kuid see ei muuda midagi, sest laiemast otsast tagasi peegelduvad mikrolained ei lange mitte ainult kitsamale põhjale, vaid ka seintele. Skeptikud kaalusid näiteks õhuvooluga kerge tõukejõu tekitamist, kuid NASA välistas selle pärast vaakumkambris tehtud katseid. Samal ajal võtsid teised teadlased uued andmed alandlikult vastu, otsides viisi, kuidas neid mõttekalt ühitada impulsi säilitamise põhimõttega.

Mõned kahtlevad, et selles katses eristatakse mootori spetsiifilist tõukejõudu ja elektrivooluga töödeldud süsteemi kütteefekti (9). NASA eksperimentaalses seadistuses siseneb silindrisse väga suur kogus soojusenergiat, mis võib muuta massijaotust ja raskuskeset, põhjustades EmDrive'i tõukejõu tuvastamise mõõteseadmetes.

9. Süsteemi termopildid testimise ajal

EmDrive'i entusiastid ütlevad seda saladus peitub muu hulgas koonilise silindri kujussellepärast see rida lihtsalt ilmub. Skeptikud vastavad, et võimatut täiturmehhanismi tasuks testida tavalise silindriga. Sest kui sellises tavapärases mittekoonilises konstruktsioonis oleks tõukejõud, õõnestaks see mõningaid "müstilisi" väiteid EmDrive'i kohta ja toetaks ka kahtlust, et "võimatu mootori" teadaolevad termilised mõjud toimivad mootoris. eksperimentaalne seadistus.

Mootori "jõudlus" NASA Eagleworksi katsetega mõõdetuna on samuti küsitav. 40 W kasutamisel mõõdeti tõukejõudu 40 mikroni tasemel - pluss-miinus 20 mikroni piires. See on 50% viga. Pärast võimsuse suurendamist 60 vatini muutusid jõudluse mõõtmised veelgi ebatäpsemaks. Kuid isegi kui me võtame neid andmeid nimiväärtusena, uut tüüpi ajam toodab endiselt vaid kümnendiku võimsusest kilovati elektrienergia kohta, mis on saavutatav täiustatud ioontõukuritega, nagu NSTAR või NEXT.

Skeptikud nõuavad edasist, põhjalikumat ja loomulikult sõltumatut testimist. Nad meenutavad, et EmDrive string ilmus Hiina katsetes juba 2012. aastal ja kadus pärast katse- ja mõõtmismeetodite täiustamist.

Tõekontroll orbiidil

Lõpliku (?) vastuse küsimusele, kas ajam töötab koos resonantskambriga, annab eelmainitud Guido Fett – selle kontseptsiooni variandi leiutaja nn. Kanna Drive. Tema arvates jäävad selle mootoriga töötava satelliidi orbiidile saatmisega skeptikutel ja kriitikutel suu kinni. Muidugi suletakse see, kui Cannae Drive satelliidi teele viib.

Kuue CubeSati ühiku suurune (s.o umbes 6 × 10 × 20 cm) sond tuleks tõsta 30 km kõrgusele, kus see jääb umbes pooleks aastaks. Sellise suurusega traditsioonilistel satelliitidel saab korrektsioonikütus otsa umbes kuue nädalaga. Päikeseenergial töötav EmDrive eemaldab selle piirangu.

Seadme ehitamiseks tegi Cannae Inc., mida haldab Fetta, Inc. asutas ettevõtte LAI Internationali ja SpaceQuest Ltd-ga, omades kogemusi varuosade, sh varuosade tarnijana. lennunduse ja mikrosatelliitide tootjale. Kui kõik läheb hästi, siis Theseus, kuna see on uue ettevõtmise nimi, võib 2017. aastal käivitada esimese EmDrive mikrosatelliidi.

Need pole muud kui footonid, ütlevad soomlased.

Mõni kuu enne NASA tulemuste avaldamist avaldas eelretsenseeritav ajakiri AIP Advances artikli vastuolulise EmDrive mootori kohta. Selle autorid, füüsikaprofessor Arto Annila Helsingi ülikoolist, dr Erkki Kolehmainen Jyväskylä ülikoolist orgaanilise keemia erialal ja füüsik Patrick Grahn Comsolist, väidavad, et EmDrive suurendab tõukejõudu footonite vabanemise tõttu suletud kambrist.

Professor Annila on tuntud loodusjõudude uurija. Ta on ligi viiekümne prestiižsetes ajakirjades avaldatud artikli autor. Tema teooriad on leidnud rakendusi tumeenergia ja tumeaine uurimisel, evolutsioonis, majanduses ja neuroteadustes. Annila on kategooriline: EmDrive on nagu iga teine ​​mootor. Võtab kütust ja tekitab tõukejõu.

Kütuse poole pealt on kõik lihtne ja kõigile arusaadav – mikrolained saadetakse mootorisse. Probleem on selles, et sellest pole midagi näha, nii et inimesed arvavad, et mootor ei tööta. Niisiis, kuidas saab sellest midagi tuvastamatut välja tulla? Footonid põrkavad kambris edasi-tagasi. Mõned neist liiguvad samas suunas ja sama kiirusega, kuid nende faas on 180 kraadi võrra nihutatud. Seega, kui nad selles konfiguratsioonis reisivad, tühistavad nad üksteise elektromagnetväljad. See on nagu vee lained, mis liiguvad koos, kui üks on teisest nihutatud, nii et nad üksteist kustutavad. Vesi ei kao kuhugi, on ikka alles. Samamoodi ei kao hoogu kandvad footonid, isegi kui nad pole valgusena nähtavad. Ja kui lainetel pole enam elektromagnetilisi omadusi, sest need on elimineeritud, siis nad ei peegeldu kambri seintelt ega lahku sellest. Niisiis, meil on footonipaaride tõttu sõit.

Sukeldunud suhtelisse aegruumi

Tuntud füüsik James F. Woodward (10) leiab seevastu, et uut tüüpi jõuseadme töötamise füüsiliseks aluseks on nn. Machi varitsus. Woodward sõnastas Machi põhimõttel põhineva mittekohaliku matemaatilise teooria. Kõige olulisem on aga see, et tema teooria on kontrollitav, kuna see ennustab füüsilisi mõjusid.

Woodward ütleb, et kui mis tahes süsteemi massi-energia tihedus aja jooksul muutub, muutub selle süsteemi mass koguse võrra, mis on võrdeline kõnealuse süsteemi tiheduse muutuse teise tuletisega.

Kui näiteks 1 kg keraamilist kondensaatorit laadida üks kord positiivse, mõnikord negatiivse pingega, mis muutub sagedusel 10 kHz ja edastab võimsust näiteks 100 W - Woodwardi teooria ennustab, et kondensaatori mass peaks muutuma ± 10 milligrammi oma algse massiväärtuse ümber sagedusel 20 kHz. See ennustus on laboris kinnitust leidnud ja seega on Machi põhimõte empiiriliselt kinnitatud.

Ernst Mach uskus, et keha liigub ühtlaselt mitte absoluutse ruumi, vaid kõigi teiste universumi kehade massikeskme suhtes. Keha inerts tuleneb selle vastasmõjust teiste kehadega. Paljude füüsikute arvates tõestaks Machi printsiibi täielik realiseerimine aegruumi geomeetria täielikku sõltuvust aine jaotusest Universumis ning sellele vastav teooria suhtelise aegruumi teooria.

Visuaalselt võib seda EmDrive mootori kontseptsiooni võrrelda ookeanis sõudmisega. Ja see ookean on universum. Liikumine toimib enam-vähem nagu aer, mis sukeldub universumi moodustavasse vette ja tõrjub end sellest eemale. Ja kõige huvitavam selle kõige juures on see, et füüsika on praegu sellises seisus, et sellised metafoorid ei tundu üldse ulme ja luulena.

Mitte ainult EmDrive ega tuleviku ruumidraivid

Kuigi Scheueri mootor on andnud vaid minimaalse tõuke, on sellel kosmosereisidel juba suur tulevik, mis viib meid Marsile ja kaugemalegi. See pole aga ainus lootus tõeliselt kiirele ja tõhusale kosmoselaeva mootorile. Siin on veel mõned mõisted:

•  tuumaajam. See seisneks aatomipommide tulistamises ja nende plahvatuse jõu suunamises “tünniga” laeva ahtri poole. Tuumaplahvatused tekitavad löögijõu, mis "tõukab" laeva edasi. Mitteplahvatusohtlik lahendus oleks kasutada lõhustuvat soola, näiteks uraanibromiidi, mis on lahustatud vees. Sellist kütust hoitakse konteinerite reas, mis on üksteisest eraldatud vastupidava materjali kihiga, millele on lisatud boori, vastupidav

  neutronite neelduja, mis ei lase neil mahutite vahel voolata. Mootori käivitamisel ühineb kõigist anumatest materjal, mis põhjustab ahelreaktsiooni ja soola lahus vees muutub plasmaks, mis jättes raketiotsiku plasma tohutu temperatuuri eest kaitstuks magnetväljaga, annab pideva tõukejõu. Arvatakse, et see meetod võib kiirendada raketti kuni 6 m/s ja isegi rohkem. Selle meetodi puhul on aga vaja suuri koguseid tuumkütust – tuhat tonni kaaluva laeva kohta oleks see koguni 10 XNUMX tonni. tonni uraani.

• Deuteeriumi kasutav termotuumasünteesimootor. Tõukejõudu andev plasma temperatuuriga umbes 500 miljonit kraadi Celsiuse järgi on disaineritele tõsine probleem, näiteks väljalaskeotsikud. Kiirus, mida sel juhul teoreetiliselt võiks saavutada, on aga ligi kümnendik valguse kiirusest, s.o. kuni 30 XNUMX. km/s. Kuid see võimalus on endiselt tehniliselt teostamatu.
• Antiaine. See kummaline asi on tõesti olemas – CERNis ja Fermilabis õnnestus koguda kogumisrõngaste abil umbes triljon antiprootonit ehk üks pikogramm antiainet. Teoreetiliselt saab antiainet hoida nn Penningi lõksudes, milles magnetväli takistab selle kokkupõrget anuma seintega. Antiaine hävitamine tavalisega

  ainega, näiteks vesinikuga, annab magnetlõksus olevast suure energiaga plasmast hiiglasliku energia. Teoreetiliselt võib aine ja antiaine annihilatsioonienergial töötav sõiduk kiirendada 90% valguse kiirusest. Praktikas on aga antiaine tootmine äärmiselt keeruline ja kulukas. Teatud partii tootmiseks kulub kümme miljonit korda rohkem energiat kui hiljem.

• päikesepurjed. See on ajami kontseptsioon, mis on tuntud juba aastaid, kuid ootab vähemalt esialgu veel realiseerimist. Purjed töötavad Einsteini kirjeldatud fotoelektrilise efekti abil. Nende pind peab aga olema väga suur. Puri ise peab samuti olema väga õhuke, et konstruktsioon liigselt ei kaaluks.
• Täiturmehhanism . Fantomistid ütlevad, et piisab… ruumi väänamisest, mis tegelikult lühendab vahemaad sõiduki ja sihtkoha vahel ning suurendab vahemaad selle taga. Seega liigub reisija ise vaid veidi, kuid “mullis” ületab ta tohutu vahemaa. Nii fantastiliselt kui see ka ei kõla, on NASA teadlased katsetanud üsna tõsiselt.

  efektidega footonitele. 1994. aastal pakkus füüsik dr Miguel Alcubierre välja teadusliku teooria, mis kirjeldab, kuidas selline mootor võiks töötada. Tegelikult oleks see mingi nipp – valguse kiirusest kiiremini liikumise asemel muudaks see aegruumi ennast. Kahjuks ärge lootke plaadi niipea hankimisele. Üks paljudest sellega kaasnevatest probleemidest on see, et sel viisil liikuma pandud laev vajab oma toiteks negatiivset energiat. Tõsi, seda tüüpi energia on teoreetilisele füüsikale teada – vaakumi kui lõputu negatiivsete energiaosakeste mere teoreetilise mudeli pakkus esmakordselt välja Briti füüsik Paul Dirac 1930. aastal, et selgitada ennustatud negatiivse energiakvantide olemasolu. osariigid. vastavalt relativistlike elektronide Diraci võrrandile.

  Klassikalises füüsikas eeldatakse, et looduses on ainult positiivse energiaga lahendus ja negatiivse energiaga lahendusel pole mõtet. Diraci võrrand aga postuleerib protsesside olemasolu, mille käigus "normaalsetest" positiivsetest osakestest võib tuleneda negatiivne lahendus ja seetõttu ei saa seda ignoreerida. Samas pole teada, kas meile kättesaadavas reaalsuses saab luua negatiivset energiat.

  Draivi rakendamisel on palju probleeme. Suhtlemine tundub olevat üks tähtsamaid. Näiteks pole teada, kuidas saaks laev suhelda ümbritsevate aegruumi piirkondadega, liikudes valguse kiirusest kiiremini? See hoiab ära ka ajami komistamise või käivitumise.