Nova teorija o tome kako EmDrive motor radi. Motor je inače moguć

Čuveni EmDrive (1) ne bi trebao kršiti zakone fizike, kaže Mike McCulloch (2) sa Sveučilišta Plymouth. Znanstvenik predlaže teoriju koja sugerira novi način razumijevanja gibanja i tromosti objekata s vrlo malim ubrzanjima. Da je bio u pravu, na kraju bismo tajanstveni pogon nazvali "neinercijskim", jer upravo inercija, odnosno inercija, proganja britanskog istraživača.

Inercija je karakteristična za sve objekte koji imaju masu, reagiraju na promjenu smjera ili na ubrzanje. Drugim riječima, masa se može smatrati mjerom inercije. Iako nam se ovo čini dobro poznatim konceptom, njegova priroda nije toliko očita. McCullochov koncept temelji se na pretpostavci da je inercija posljedica učinka predviđenog općom relativnošću tzv. zračenja iz Unruhaovo je zračenje crnog tijela koje djeluje na predmete koji ubrzavaju. S druge strane, možemo reći da temperatura svemira raste kako mi ubrzavamo.

2. Mike McCulloch sa Sveučilišta Plymouth

Prema McCullochu, inercija je jednostavno pritisak koji Unruhovo zračenje vrši na tijelo koje ubrzava. Učinak je teško proučiti za akceleracije koje obično opažamo na Zemlji. Prema znanstvenicima, to postaje vidljivo tek kada ubrzanja postanu manja. Pri vrlo malim ubrzanjima, Unruhove valne duljine su toliko velike da se više ne uklapaju u vidljivi svemir. Kada se to dogodi, tvrdi McCulloch, inercija može poprimiti samo određene vrijednosti i skočiti s jedne vrijednosti na drugu, što s pravom nalikuje kvantnim efektima. Drugim riječima, inercija se mora kvantizirati kao komponenta malih ubrzanja.

McCulloch vjeruje da se mogu potvrditi njegovom teorijom u opažanjima. čudni skokovi brzine uočeno tijekom prolaska nekih svemirskih objekata u blizini Zemlje prema drugim planetima. Teško je pažljivo proučiti ovaj učinak na Zemlji jer su ubrzanja povezana s njim vrlo mala.

Što se tiče samog EmDrive-a, McCullochov koncept temelji se na sljedećoj ideji: ako fotoni imaju neku vrstu mase, onda kada se reflektiraju, moraju doživjeti inerciju. Međutim, Unruhovo zračenje je u ovom slučaju vrlo malo. Toliko mali da može komunicirati sa svojim neposrednim okruženjem. U slučaju EmDrive-a, ovo je konus dizajna "motora". Konus dopušta Unruhovo zračenje određene duljine na širem kraju, a zračenje kraće duljine na užem kraju. Fotoni se reflektiraju, pa se njihova inercija u komori mora promijeniti. A iz principa očuvanja zamaha, koji se, suprotno čestim mišljenjima o EmDriveu, u ovoj interpretaciji ne krši, proizlazi da na taj način treba stvarati vuču.

McCullochova teorija može se eksperimentalno ispitati na najmanje dva načina. Prvo, postavljanjem dielektrika unutar komore - to bi trebalo povećati učinkovitost pogona. Drugo, prema znanstvenicima, promjena veličine komore može promijeniti smjer potiska. To će se dogoditi kada Unruhovo zračenje bolje odgovara užem kraju stošca nego širem. Sličan učinak može biti uzrokovan promjenom frekvencije fotonskih zraka unutar stošca. "Preokret potiska već se dogodio u nedavnom NASA-inom eksperimentu", kaže britanski istraživač.

McCullochova teorija, s jedne strane, eliminira problem očuvanja zamaha, as druge strane, nalazi se na margini znanstvenog mainstreama. (tipična marginalna znanost). Sa znanstvenog stajališta, diskutabilno je pretpostaviti da fotoni imaju inercijsku masu. Štoviše, logično, brzina svjetlosti bi se trebala mijenjati unutar komore. To je fizičarima prilično teško prihvatiti.

3. Princip rada motora EmDrive

Radi, ali je potrebno više testova

EmDrive je izvorno bio zamisao Rogera Scheuera, jednog od najistaknutijih aeronautičkih stručnjaka u Europi. Ovaj dizajn je predstavio u obliku konusnog spremnika. Jedan kraj rezonatora je širi od drugog, a njegove su dimenzije odabrane na način da se osigura rezonancija za elektromagnetske valove određene duljine. Zbog toga se ovi valovi koji se šire prema širem kraju moraju ubrzavati i usporavati prema užem kraju (3). Pretpostavlja se da, kao rezultat različitih brzina pomaka valne fronte, vrše različit pritisak zračenja na suprotne krajeve rezonatora, te stoga niz bez nule koji pomiče objekt.

Međutim, prema poznatoj fizici, ako se ne primjenjuje dodatna sila, zamah se ne može povećati. Teoretski, EmDrive radi koristeći fenomen tlaka zračenja. Skupna brzina elektromagnetskog vala, a time i sila koju on stvara, može ovisiti o geometriji valovoda u kojem se širi. Prema Scheuerovoj zamisli, ako konusni valovod izgradite na način da se brzina vala na jednom kraju značajno razlikuje od brzine vala na drugom kraju, tada reflektirajući taj val između dva kraja, dobivate razliku u tlaku zračenja , tj. dovoljnu snagu za postizanje vuče. Prema Shayeru, EmDrive ne krši zakone fizike, već koristi Einsteinovu teoriju - motor je u drugačijem referentnom okviru od "radnog" vala unutar njega.

Do sada su izgrađene samo vrlo male. Prototipovi EmDrivea s vučnom silom reda mikrovijesti. Prilično velika istraživačka institucija, kinesko politehničko sveučilište Xi'an Northwest, eksperimentirala je s prototipom motora sa silom potiska od 720 µN (mikronjutona). Možda nije puno, ali neki ionski potisnici koji se koriste u astronomiji ne generiraju više.

4. EmDrive test 2014.

Verzija EmDrive-a koju je testirala NASA (4) djelo je američkog dizajnera Guida Fettija. Vakuumsko ispitivanje njihala potvrdilo je da postiže potisak od 30-50 µN. Laboratorij Eagleworks, smješten u svemirskom centru Lyndon B. Johnson u Houstonu, potvrdio svoj rad u vakuumu. NASA-ini stručnjaci objašnjavaju rad motora kvantnim efektima, odnosno interakcijom s česticama materije i antimaterije koje nastaju, a zatim se međusobno poništavaju u kvantnom vakuumu.

Dugo vremena Amerikanci nisu htjeli službeno priznati da su promatrali potisak koji proizvodi EmDrive, bojeći se da bi rezultirajuća mala vrijednost mogla biti posljedica pogrešaka u mjerenju. Stoga su metode mjerenja dorađene i pokus je ponovljen. Tek nakon svega toga, NASA je potvrdila rezultate studije.

Međutim, kako je u ožujku 2016. objavio International Business Times, jedan od NASA-inih zaposlenika koji su radili na projektu rekao je da agencija planira ponoviti cijeli eksperiment s zasebnim timom. To će joj omogućiti da konačno testira rješenje prije nego što odluči uložiti više novca u njega.