Ný kenning um hvernig EmDrive vélin virkar. Vélin er mögulegt annars

Hið fræga EmDrive (1) ætti ekki að brjóta lögmál eðlisfræðinnar, segir Mike McCulloch (2) við háskólann í Plymouth. Vísindamaðurinn setur fram kenningu sem bendir til nýrrar leiðar til að skilja hreyfingu og tregðu hluta með mjög litlum hröðun. Ef hann hefði rétt fyrir sér myndum við á endanum kalla dularfulla drifið „ótregðu“, því það er tregða, það er tregða, sem ásækir breska rannsakandann.

Tregða er einkennandi fyrir alla hluti sem hafa massa, bregðast við stefnubreytingu eða hröðun. Með öðrum orðum má líta á massa sem mælikvarða á tregðu. Þótt okkur sýnist þetta vel þekkt hugtak er eðli þess ekki svo augljóst. Hugmynd McCullochs byggir á þeirri forsendu að tregða stafi af áhrifum sem almenn afstæðiskenning spáir fyrir um sem kallast geislun frá Unruhþetta er geislun frá svörtum líkama sem verkar á hluti sem hröðast. Á hinn bóginn getum við sagt að hitastig alheimsins sé að aukast eftir því sem við hröðum.

2. Mike McCulloch frá Plymouth háskólanum

Samkvæmt McCulloch er tregða einfaldlega þrýstingurinn sem Unruh geislun beitir á líkama sem hraðar. Erfitt er að rannsaka áhrifin vegna hröðunar sem við fylgjumst almennt með á jörðinni. Að sögn vísindamannsins verður þetta aðeins sýnilegt þegar hröðunin verður minni. Við mjög litla hröðun eru Unruh bylgjulengdirnar svo stórar að þær passa ekki lengur inn í alheiminn sem hægt er að sjá. Þegar þetta gerist, heldur McCulloch því fram, getur tregða aðeins tekið á sig ákveðin gildi og hoppað frá einu gildi til annars, sem líkist réttilega skammtafræðilegum áhrifum. Með öðrum orðum, tregðu verður að vera magngreind sem hluti af litlum hröðum.

McCulloch telur að hægt sé að staðfesta þær með kenningu hans í athugunum. undarlegir hraðaupphlaupar sést á leið sumra geimfyrirtækja nálægt jörðinni í átt að öðrum plánetum. Erfitt er að rannsaka þessi áhrif vandlega á jörðinni vegna þess að hröðunin sem henni tengist eru mjög litlar.

Hvað EmDrive sjálft varðar, þá byggist hugmynd McCullochs á eftirfarandi hugmynd: ef ljóseindir hafa einhvers konar massa, þá verða þær að upplifa tregðu þegar þær endurspeglast. Hins vegar er Unruh geislunin mjög lítil í þessu tilfelli. Svo lítið að það getur haft samskipti við sitt nánasta umhverfi. Þegar um er að ræða EmDrive er þetta keila „mótor“ hönnunarinnar. Keilan leyfir Unruh geislun af ákveðinni lengd í breiðari endanum og geislun af styttri lengd í mjórri endanum. Ljóseindirnar endurkastast, þannig að tregða þeirra í hólfinu verður að breytast. Og af meginreglunni um varðveislu skriðþunga, sem, þvert á tíðar skoðanir um EmDrive, er ekki brotið í þessari túlkun, leiðir það að grip ætti að skapa á þennan hátt.

Kenning McCullochs er hægt að prófa með tilraunum á að minnsta kosti tvo vegu. Í fyrsta lagi, með því að setja rafmagnstæki inni í hólfinu - þetta ætti að auka skilvirkni drifsins. Í öðru lagi, samkvæmt vísindamanninum, getur breyting á stærð hólfsins breytt þrýstingsstefnunni. Þetta mun gerast þegar Unruh geislunin hentar betur á mjórri enda keilunnar en þeim breiðari. Svipuð áhrif geta stafað af því að breyta tíðni ljóseindageisla inni í keilunni. „Þrýstisnúningur hefur þegar átt sér stað í nýlegri tilraun NASA,“ segir breski vísindamaðurinn.

Kenning McCullochs útilokar annars vegar vandamálið við að varðveita skriðþunga og hins vegar er hún á hliðarlínu hins vísindalega meginstraums. (týpísk jaðarvísindi). Frá vísindalegu sjónarmiði er umdeilt að gera ráð fyrir að ljóseindir hafi tregðumassa. Þar að auki, rökrétt, ætti ljóshraði að breytast inni í hólfinu. Þetta er frekar erfitt fyrir eðlisfræðinga að sætta sig við.

3. Meginreglan um notkun EmDrive vélarinnar

Það virkar en það þarf fleiri próf

EmDrive var upphaflega hugarfóstur Roger Scheuer, eins merkasta flugmálasérfræðings í Evrópu. Hann kynnti þessa hönnun í formi keilulaga íláts. Annar endinn á endurómanum er breiðari en hinn og stærðir hans eru valdar þannig að þær gefi ómun fyrir rafsegulbylgjur af ákveðinni lengd. Þess vegna verða þessar bylgjur sem dreifast í átt að breiðari endanum að hraða og hægja á í átt að mjórri endanum (3). Gert er ráð fyrir að, vegna mismunandi tilfærsluhraða bylgjuframhliða, beiti þeir mismunandi geislunarþrýstingi á gagnstæða enda endurómans og þannig ónull strengur sem hreyfir hlutinn.

Hins vegar, samkvæmt þekktri eðlisfræði, getur skriðþungi ekki aukist ef enginn aukakrafti er beitt. Fræðilega séð vinnur EmDrive með því að nota fyrirbærið geislunarþrýsting. Hóphraði rafsegulbylgju, og þar með krafturinn sem myndast af henni, getur verið háð rúmfræði bylgjuleiðarans sem hún breiðist út í. Samkvæmt hugmynd Scheuer, ef þú byggir upp keilulaga bylgjuleiðara á þann hátt að bylgjuhraðinn í öðrum endanum er verulega frábrugðinn bylgjuhraðanum á hinum endanum, þá færðu mun á geislaþrýstingi með því að endurkasta þessari bylgju á milli tveggja endanna. , þ.e. nægur kraftur til að ná gripi. Samkvæmt Shayer, EmDrive brýtur ekki lögmál eðlisfræðinnar, heldur notar Einstein kenningu - vélin er í öðru viðmiðunarramma en "vinnandi" bylgjan inni í henni.

Hingað til hafa aðeins mjög litlar verið byggðar. Frumgerðir af EmDrive með togkrafti af röð örfrétta. Nokkuð stór rannsóknarstofnun, Xi'an Northwest Polytechnic háskólinn í Kína, hefur gert tilraunir með frumgerð vél með þrýstingskrafti upp á 720 µN (míkrónewton). Það er kannski ekki mikið, en sumir jónaþrýstar sem notaðir eru í stjörnufræði framleiða ekki meira.

4. EmDrive próf 2014.

Útgáfan af EmDrive sem NASA prófaði (4) er verk bandaríska hönnuðarins Guido Fetti. Tómarúmsprófun á pendúlnum hefur staðfest að hann nær 30-50 µN þrýstingi. Eagleworks Laboratory, staðsett í Lyndon B. Johnson geimmiðstöðinni í Houston, staðfesti starf sitt í tómarúmi. Sérfræðingar NASA útskýra virkni hreyfilsins með skammtaáhrifum, eða réttara sagt, með samspili við efni og andefnisagnir sem myndast og tortímast síðan í skammtaloftinu.

Í langan tíma vildu Bandaríkjamenn ekki viðurkenna opinberlega að þeir hafi fylgst með þrýstingnum sem EmDrive framleiðir, af ótta við að lítið gildi sem af þessu stafaði gæti stafað af mæliskekkjum. Því voru mælingarnar betrumbættar og tilraunin endurtekin. Aðeins eftir allt þetta staðfesti NASA niðurstöður rannsóknarinnar.

Hins vegar, eins og International Business Times greindi frá í mars 2016, sagði einn af starfsmönnum NASA sem unnu að verkefninu að stofnunin ætli að endurtaka alla tilraunina með sérstöku teymi. Þetta gerir henni kleift að prófa lausnina að lokum áður en hún ákveður að fjárfesta meira fé í hana.