Может ли EmDrive действительно работать для космических путешествий?
«EmDrive» заявляет, что делает невозможное возможным: метод толкания космического корабля без необходимости — ну, толкания. Нет двигателя. Нет выхлопа. Просто подключите его, включите, и вы можете отправиться в путешествие к месту назначения своей мечты.
Но EmDrive не просто нарушает наше фундаментальное понимание Вселенной; эксперименты, которые претендуют на измерение эффекта, не воспроизводились. Когда дело доходит до EmDrive, продолжайте мечтать.
Микроволны будущего
У него разные названия — EmDrive, Q-Drive, RF Resonant Cavity, Impossible Drive — но все воплощения устройства утверждают, что делают одно и то же: отразить некоторое излучение внутри закрытой камеры и presto-chango вы можете получить тягу.
Это большое дело, потому что все формы ракетной техники (и действительно, все формы движения во всей Вселенной) требуют сохранения количества движения. Чтобы привести себя в движение, нужно от чего-то отталкиваться. Ваши ноги отталкиваются от земли, самолеты отталкиваются от воздуха, а ракеты выталкивают части себя (например, выхлопные газы) из задней части, заставляя их двигаться вперед.
Но EmDrive этого не делает. Это просто ящик, внутри которого вертятся микроволновые печи. И якобы он может двигаться сам.
Объяснения того, как EmDrive может работать, выходят за рамки известной физики. Возможно, он каким-то образом взаимодействует с квантовой энергией вакуума пространства-времени (хотя энергия квантового вакуума пространства-времени не позволяет ничему оттолкнуться от него). Возможно, наше понимание импульса нарушено (хотя других примеров за всю нашу историю экспериментов нет). Возможно, это какая-то совершенно новая физика, предвещаемая экспериментами EmDrive.
Не играйте с импульсом
Поговорим об импульсной части. Сохранение импульса довольно просто: в закрытой системе вы можете сложить импульсы всех объектов в этой системе. Затем они взаимодействуют. Затем вы снова складываете импульсы всех объектов. Полный импульс в начале должен равняться общему импульсу в конце: импульс сохраняется.
Идея сохранения количества движения была с нами на протяжении веков (она даже подразумевается знаменитым вторым законом Ньютона), но в начале 1900-х годов она приобрела новый статус. Блестящий математик Эмми Нётер доказала, что сохранение количества движения (наряду с другими законами сохранения, такими как сохранение энергии) является отражением того факта, что наша вселенная имеет определенные симметрии.
Например, вы можете выбрать подходящее место для проведения физического эксперимента. Затем вы можете взять свой физический эксперимент, перенести его в любую точку вселенной и повторить. Если вы учитываете различия в окружающей среде (например, различное давление воздуха или гравитационные поля), ваши результаты будут идентичны.
Это симметрия природы: физика не заботится о том, где проводятся эксперименты. Нётер осознала, что эта симметрия пространства напрямую ведет к сохранению количества движения. Одно без другого невозможно.
Итак, если EmDrive демонстрирует нарушение сохранения импульса (что он утверждает), то эта фундаментальная симметрия природы должна быть нарушена.
Но почти каждая физическая теория, начиная с Закона Ньютона квантовой теории поля, выражает пространственную симметрию (и сохранение импульса) в своих основных уравнениях. В самом деле, большинство современных теорий физики — это просто сложные переформулировки сохранения импульса. Обнаружение нарушения этой симметрии было бы не просто расширением известной физики — это полностью перевернуло бы вековые представления о том, как работает Вселенная.
Реальность эксперимента
Это, конечно, не невозможно (научные революции случались и раньше), но для того, чтобы это произошло, потребуется немало убеждений.
И эксперименты пока не принесли особого удовлетворения.
С момента появления концепции EmDrive в 2001 году каждые несколько лет группа утверждает, что измеряет чистую силу, исходящую от ее устройства. Но эти исследователи измеряют невероятно крошечный эффект: сила настолько мала, что даже лист бумаги не сдвинется с места. Это приводит к значительной статистической неопределенности и ошибке измерения.
Действительно, из всех опубликованных результатов ни один из них не дал результатов, кроме «едва подходящих для публикации», не говоря уже о каких-либо существенных показателях.
Тем не менее, другие группы разработали свои собственные EmDrives, пытаясь воспроизвести результаты, как и должны делать хорошие ученые. Эти попытки репликации либо вообще ничего не могут измерить, либо обнаружили некоторую сбивающую с толку переменную, которая может легко объяснить измеренные скудные результаты, например взаимодействие кабелей в устройстве с магнитным полем Земли.
Вот что у нас есть спустя почти 20 лет после первоначального предложения EmDrive: куча экспериментов, которые на самом деле так и не были реализованы, и никаких объяснений (кроме того, что «давайте продолжим и сломаем всю физику, нарушив все остальные эксперименты из последних 100». лет «) того, как они могли работать.
Революционная революция в космических путешествиях, бросающая вызов физике, или несбыточная мечта? Совершенно ясно, на чьей стороне Природа.
Пол М. Саттер астрофизик в SUNY Стоуни Брук и Институт Флэтайрон, ведущий Спросите космонавта а также Космическое радио, и автор Как умереть в космосе. Он разместил эту статью в Space.com Голоса экспертов: мнения и идеи.
Источник
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
Похожие статьи
ДРУГИЕ НОВОСТИ
