EmDrive werkt! Paddle stortte zich in het universum

De natuurkunde staat bijna op de rand van een afgrond. In november 2016 publiceerde NASA een wetenschappelijk rapport over EmDrive-tests bij Eagleworks Laboratories (1). Daarin bevestigt het bureau dat het apparaat tractie produceert, dat wil zeggen dat het werkt. Het probleem is dat het nog steeds onbekend is waarom het werkt...

1. Laboratoriumsysteem voor het meten van motorkracht EmDrive

2. Schrijf tijdens het testen een string naar EmDrive

Wetenschappers en ingenieurs van NASA Eagleworks Laboratories besteedden grote zorg aan hun onderzoek. Ze probeerden zelfs mogelijke bronnen van fouten te vinden, maar het mocht niet baten. Hun de EmDrive-motor produceerde 1,2 ± 0,1 millinewton stuwkracht per kilowatt vermogen (2). Dit resultaat is onopvallend en heeft een algehele efficiëntie die vele malen lager is dan die van ionenbuizen, bijvoorbeeld Hall-stuwraketten, maar het grote voordeel ervan is moeilijk te betwisten - er is geen brandstof voor nodig.Daarom is het niet nodig om op een mogelijke reis een brandstoftank mee te nemen die is “opgeladen” met zijn kracht.

Dit is niet de eerste keer dat onderzoekers bewijzen dat dit werkt. Niemand kan echter nog verklaren waarom. NASA-experts zijn van mening dat de werking van deze motor kan worden verklaard pilootgolftheorie. Dit is natuurlijk niet de enige hypothese die probeert de mysterieuze bron van de reeks te verklaren. Aanvullend onderzoek zal nodig zijn om de aannames van de wetenschappers te bevestigen. Wees geduldig en wees voorbereid op volgende uitspraken dat EmDrive (3)… Het werkt echt.

Het is een kwestie van versnellen

De EmDrive-activiteiten zijn de afgelopen maanden steeds sneller gegaan, als een echte raketmotor. Dit blijkt uit de volgende reeks gebeurtenissen:

• In april 2015 maakten Jose Rodal, Jeremy Mullikin en Noel Munson de resultaten van hun onderzoek bekend op het Forum (een commerciële site, ondanks de naam, niet gelieerd aan NASA). Het bleek dat ze de werking van de motor in een vacuüm testten en mogelijke meetfouten elimineerden, en deze gebruikten om het werkingsprincipe van deze motor te bewijzen.
• In augustus 2015 werden de resultaten gepubliceerd van een onderzoek van Martin Taimar van de Technische Universiteit van Dresden. De natuurkundige meldde dat de EmDrive-motor wel stuwkracht kreeg, maar dit is geenszins een bewijs van de werking ervan. Het doel van het door Taymar uitgevoerde experiment was om de bijwerkingen te testen van eerdere methoden die werden gebruikt om de motor te testen. Het experiment zelf werd echter bekritiseerd vanwege onnauwkeurig gedrag en meetfouten, en de aangekondigde resultaten werden een ‘woordspel’ genoemd.
• In juni 2016 kondigde de Duitse wetenschapper en ingenieur Paul Kocyla crowdfunding aan om een ​​satelliet de ruimte in te lanceren genaamd PocketQube.
• In augustus 2016 kondigde Guido Fetta, oprichter van Cannae Inc., het concept aan van de lancering van een CubeSat, een miniatuursatelliet uitgerust met Cannae Drive (4), dat wil zeggen, in uw eigen versie van EmDrive.
• In oktober 2016 kreeg Roger J. Scheuer, de uitvinder van de EmDrive, Britse en internationale patenten voor de tweede generatie van zijn motor.
• Op 14 oktober 2016 werd een filminterview met Scheuer uitgebracht voor de International Business Times UK. Het presenteert onder meer de toekomst en geschiedenis van de ontwikkeling van EmDrive, en het bleek dat de Amerikaanse en Britse ministeries van Defensie, evenals het Pentagon, NASA en Boeing geïnteresseerd waren in de uitvinding. Scheuer voorzag een aantal van deze organisaties van alle technische documentatie voor de aandrijving en demonstraties van de EmDrive, die 8 g en 18 g stuwkracht leverde. Scheuer is van mening dat de cryogene EmDrive van de tweede generatie naar verwachting een hoop stuwkracht zal hebben, waardoor de aandrijving die in bijna alle moderne auto's kan worden gebruikt.
• Op 17 november 2016 zijn bovengenoemde NASA-onderzoeksresultaten gepubliceerd, die in eerste instantie de werking van het voortstuwingssysteem bevestigden.

4. Cannae Drive aan boord van een satelliet - visualisatie

17 jaar en nog steeds een mysterie

5. Roger Scheuer met een model van zijn EmDrive

De langere en preciezere naam EmDrive is RF-resonantie-resonatormotor. Het concept van een elektromagnetische aandrijving werd in 1999 ontwikkeld door de Britse wetenschapper en ingenieur Roger Scheuer, oprichter van Satellite Propulsion Research Ltd. In 2006 publiceerde hij een artikel over EmDrive in het tijdschrift New Scientist (5). De tekst werd zwaar bekritiseerd door geleerden. Naar hun mening schendt een relativistische elektromagnetische aandrijving gebaseerd op het gepresenteerde concept de wet van behoud van momentum, d.w.z. is een andere versie van de fantasie over.

echter Zowel de Chinese tests die een paar jaar geleden zijn uitgevoerd als die van NASA in de herfst lijken te bevestigen dat de beweging die gebruik maakt van de druk van elektromagnetische straling op het oppervlak en het effect van reflectie van de elektromagnetische golf in een conische golfgeleider een krachtverschil veroorzaakt. en het verschijnen van onbedwingbare trek. Deze kracht kan op zijn beurt worden vermenigvuldigd met Hol, geplaatst op een geschikte afstand die een veelvoud is van de helft van de elektromagnetische golflengte.

Met de publicatie van de resultaten van het NASA Eagleworks Lab-experiment is de controverse over deze potentieel revolutionaire oplossing nieuw leven ingeblazen. Discrepanties tussen experimentele bevindingen en feitelijke wetenschappelijke theorieën en natuurwetten hebben aanleiding gegeven tot veel extreme meningen over de uitgevoerde tests. De discrepantie tussen optimistische beweringen over doorbraken in de ruimtevaart en de openlijke ontkenning van onderzoeksresultaten heeft velen ertoe aangezet diep na te denken over de universele postulaten en dilemma's van wetenschappelijke kennis en de beperkingen van wetenschappelijke experimenten.

Hoewel er meer dan zeventien jaar waren verstreken sinds het project van Scheuer werd onthuld, kon het model van de Britse ingenieur niet lang wachten op betrouwbare onderzoeksverificatie. Hoewel er van tijd tot tijd experimenten met het gebruik ervan zijn herhaald, is er nog geen besluit genomen om ze goed te valideren en de methodologie in een specifiek wetenschappelijk onderzoek te testen. De situatie in dit opzicht veranderde na de bovengenoemde publicatie van de peer-reviewed resultaten van een experiment in het Amerikaanse laboratorium Eagleworks. Naast de bewezen legitimiteit van de gekozen onderzoeksmethode werd echter niet vanaf het begin het hele scala aan twijfels weggenomen, wat feitelijk het vertrouwen in het idee zelf ondermijnde.

En Newton?

Om de omvang van het probleem met het werkingsprincipe van de motor van Scheuer te illustreren, vergelijken critici de auteur van het EmDrive-idee graag met een autobezitter die zijn auto wil dwingen in beweging te komen door tegen de binnenkant van de voorruit te drukken. De inconsistentie met de aldus geïllustreerde fundamentele principes van de Newtoniaanse dynamiek wordt nog steeds beschouwd als een fundamenteel bezwaar, dat elk vertrouwen in het ontwerp van de Britse ingenieur volledig uitsluit. Tegenstanders van het model van Scheuer waren niet overtuigd door opeenvolgende experimenten die onverwachts aantoonden dat de EmDrive-motor efficiënt kon werken.

We moeten uiteraard toegeven dat de tot nu toe verkregen experimentele resultaten lijden onder het ontbreken van een duidelijke inhoudelijke basis in de vorm van wetenschappelijk bewezen bepalingen en patronen. Zowel onderzoekers als enthousiastelingen die de efficiëntie van het elektromagnetische motormodel bewijzen, geven toe dat ze geen duidelijk bevestigd natuurkundig principe hebben gevonden dat de werking ervan zou verklaren, zogenaamd in tegenspraak met de wetten van Newton over de dynamiek.

6. Hypothetische verdeling van interactievectoren in de EmDrive-cilinder

Scheuer zelf postuleert echter de noodzaak om zijn project te beschouwen op basis van de kwantummechanica, en niet op de klassieke manier, zoals het geval is bij conventionele aandrijvingen. Naar zijn mening is het werk van EmDrive gebaseerd op specifieke invloed van elektromagnetische golven ( 6), waarvan de invloed niet volledig wordt weerspiegeld in de principes van Newton. Ook levert Scheuer geen enkel wetenschappelijk geverifieerd en methodologisch bewezen bewijs.

Ondanks alle aankondigingen en veelbelovende onderzoeksresultaten zijn de resultaten van het NASA Eagleworks Laboratory-experiment slechts het begin van een lang proces van beoordeling van het bewijsmateriaal en het opbouwen van de wetenschappelijke geloofwaardigheid van het door Scheuer geïnitieerde project. Als de resultaten van onderzoeksexperimenten reproduceerbaar blijken te zijn, en de werking van het model ook in ruimteomstandigheden wordt bevestigd, blijft er een veel serieuzere vraag over voor analyse. het probleem van het verzoenen van de ontdekking met de principes van de dynamiek, voorlopig onaantastbaar. Het optreden van een dergelijke situatie zou niet automatisch een ontkenning van de huidige wetenschappelijke theorie of fundamentele natuurwetten moeten betekenen.

Theoretisch werkt EmDrive met behulp van het fenomeen stralingsdruk. De groepssnelheid van een elektromagnetische golf, en dus de kracht die hij creëert, kan afhangen van de geometrie van de golfgeleider waarin hij zich voortplant. Volgens het idee van Scheuer, als je een conische golfgeleider zo bouwt dat de snelheid van de golf aan het ene uiteinde aanzienlijk verschilt van de snelheid van de golf aan het andere uiteinde, krijg je door de golf tussen de twee uiteinden te reflecteren een verschil in stralingsdruk, dat wil zeggen een kracht die voldoende is om tractie te bereiken. Volgens Scheuer overtreedt EmDrive niet de wetten van de natuurkunde, maar gebruikt het de theorie van Einstein: de motor zit gewoon in ander referentiekader dan de ‘werkende’ golf erin.

7. Conceptueel diagram van de werking van EmDrive

Het is moeilijk te begrijpen hoe EmDrive werkt, maar je weet waaruit het bestaat (7). Het belangrijkste onderdeel van het apparaat is rezonator microfalowywaar microgolfstraling ontstaat magnetron (magnetron-emitterende buis gebruikt in zowel radar- als magnetronovens). De resonator heeft de vorm van een afgeknotte metalen kegel; het ene uiteinde is breder dan het andere. Dankzij correct geselecteerde afmetingen resoneren daarin elektromagnetische golven van een bepaalde lengte. Er wordt aangenomen dat deze golven naar het bredere uiteinde versnellen en vertragen naar het smallere uiteinde. Het verschil in de golfverplaatsingssnelheid zou moeten leiden tot een verschil in de stralingsdruk die wordt uitgeoefend op de tegenoverliggende uiteinden van de resonator, en dus tot de formatie tractie die een voertuig beweegt. Deze volgorde zal toewerken naar een bredere basis. Het probleem is dat dit effect, volgens de critici van Scheuer, het effect van golven op de zijwanden van de kegel compenseert.

8. Ionenstraalmondstuk

Een straal- of raketmotor duwt een voertuig voort (stuwkracht) terwijl het versneld gas uitstoot, dat een product is van verbranding. De ionenstraal die in ruimtesondes wordt gebruikt, stoot ook gas uit (8), maar in de vorm van ionen die versneld worden in een elektromagnetisch veld. EmDrive blaast dit allemaal niet weg.

volgens De derde wet van Newton Elke actie heeft een tegengestelde en gelijke reactie, dat wil zeggen dat de onderlinge acties van twee lichamen altijd gelijk en tegengesteld zijn. Als we tegen de muur leunen, drukt het ook op ons, hoewel het niet weggaat. De manier waarop hij praat principe van behoud van momentumAls een systeem van lichamen niet wordt beïnvloed door externe krachten (interacties), dan heeft dit systeem een ​​constante impuls. Kortom, EmDrive zou niet moeten werken. Maar het werkt. Dat blijkt tenminste uit de detectieapparatuur.

De vermogensniveaus van de tot nu toe gebouwde prototypes doen ze niet weg, hoewel, zoals we al hebben gezegd, sommige van de gebruikte ionenstuwraketten in dit micro-Newton-bereik werken. Volgens Scheuer kan de stuwkracht in EmDrive aanzienlijk worden vergroot door het gebruik van supergeleiders.

Pilotgolftheorie

De pilotgolftheorie is door NASA-onderzoekers aangevoerd als mogelijke wetenschappelijke basis voor de werking van EmDrive. Dit is de eerste bekende verborgenvariabelentheorie geïntroduceerd door Louise de Broglie in 1927, later vergeten, vervolgens herontdekt en verbeterd David Bohm - nu gebeld de Broglie-Bohm-theorie. Het is vrij van de problemen die bestaan ​​in de standaardinterpretatie van de kwantummechanica, zoals de onmiddellijke ineenstorting van de golffunctie en het meetprobleem (bekend als de Schrödinger-katparadox).

het niet-lokale theoriedit betekent dat de beweging van een bepaald deeltje rechtstreeks wordt beïnvloed door de beweging van andere deeltjes in het systeem. Deze non-lokaliteit staat echter niet toe dat informatie wordt verzonden met een snelheid groter dan de lichtsnelheid, en is daarom niet in tegenspraak met de relativiteitstheorie. De pilootgolftheorie blijft een van de vele interpretaties van de kwantummechanica. Tot nu toe zijn er geen experimentele verschillen gevonden tussen de voorspellingen van de pilotgolftheorie en de voorspellingen van de standaardinterpretatie van de kwantummechanica.

In zijn publicatie uit 1926 Max geboren stelde voor dat de golffunctie van de Schrödinger-golfvergelijking de waarschijnlijkheidsdichtheid van het detecteren van een deeltje vertegenwoordigt. Het was voor dit idee dat De Broglie de pilootgolftheorie en de pilootgolffunctie ontwikkelde. Aanvankelijk stelde hij een dubbele oplossingsbenadering voor, waarbij een kwantumobject een fysieke golf (u-golf) in de echte ruimte bevat met een bolvormig enkelvoudig gebied dat deeltjesachtig gedrag veroorzaakt. In deze oorspronkelijke vorm van de theorie postuleerde de onderzoeker niet het bestaan ​​van een kwantumdeeltje. Later formuleerde hij de pilootgolftheorie en presenteerde deze op de beroemde Solvay-conferentie in 1927. Wolfgang Pauli hij ging er echter van uit dat een dergelijk model niet correct zou zijn voor inelastische deeltjesverstrooiing. De Broglie vond het niet

op dit antwoord en verliet al snel het pilot-golfconcept. Hij heeft zijn theorie nooit ontwikkeld om het toeval te verhullen

veel deeltjes.

In 1952 herontdekte David Bohm de pilootgolftheorie. De theorie van De Broglie-Bohm werd uiteindelijk geaccepteerd als de juiste interpretatie van de kwantummechanica en vertegenwoordigt een serieus alternatief voor de momenteel meest populaire Kopenhagen-interpretatie. Belangrijk is dat het vrij is van de meetparadox die de standaardinterpretatie van de kwantummechanica teistert.

De posities en het momentum van de deeltjes zijn latente variabelen in die zin dat elk deeltje op elk moment goed gedefinieerde coördinaten en momentum heeft. Het is echter onmogelijk om beide grootheden tegelijkertijd te meten, aangezien elke meting van de ene de waarde van de andere verstoort - in overeenstemming met Het onzekerheidsprincipe van Heisenberg. Een reeks deeltjes heeft een overeenkomstige materiegolf die evolueert volgens de Schrödingervergelijking. Elk deeltje volgt een deterministisch pad dat wordt bestuurd door een pilootgolf. Alles bij elkaar komt de deeltjesdichtheid overeen met de hoogte van de amplitude van de golffunctie. De golffunctie is onafhankelijk van deeltjes en kan bestaan ​​als een lege golffunctie.

In de Kopenhagen-interpretatie hebben deeltjes geen definitieve locatie totdat ze worden waargenomen. In de golftheorie

de pilootposities van de deeltjes zijn goed gedefinieerd, maar dit heeft - dus - verschillende ernstige gevolgen voor de hele fysica

ook deze theorie is niet erg populair. Het helpt echter wel om uit te leggen hoe EmDrive werkt.

‘Als een medium akoestische trillingen kan overbrengen, kunnen de componenten ervan op elkaar inwerken en momentum overbrengen’, schreef het NASA-onderzoeksteam in een publicatie van november 2016. Werken vanuit een vacuüm en er daarom van wegduwen – terwijl energie en momentum worden bespaard, waardoor schendingen mogelijk zijn. De bewegingswetten van Newton."

Eén gevolg van deze interpretatie lijkt te zijn dat de EmDrive zal bewegen alsof hij “wegduwt” van het heelal.

 EmDrive mag de wetten van de natuurkunde niet schenden...

... zegt Mike McCulloch van de Universiteit van Plymouth, die een nieuwe theorie voorstelt die een andere manier van denken suggereert over de beweging en traagheid van objecten met zeer kleine versnellingen. Als hij gelijk zou hebben, zouden we de mysterieuze drang uiteindelijk ‘niet-traagheid’ noemen, omdat het traagheid, dat wil zeggen traagheid, is die de Britse onderzoeker achtervolgt.

Traagheid is kenmerkend voor alle objecten die massa hebben, reageren op een richtingsverandering of op versnelling. Met andere woorden, massa kan worden gezien als een maatstaf voor traagheid. Hoewel dit ons een bekend concept lijkt, is de aard ervan niet zo voor de hand liggend. Het concept van McCulloch is gebaseerd op de veronderstelling dat traagheid voortkomt uit een effect dat wordt voorspeld door de algemene relativiteitstheorie, genaamd Unru-stralinga is straling van een zwart lichaam die inwerkt op versnellende objecten. Aan de andere kant kunnen we zeggen dat het groeit als we versnellen.

Over EmDrive Het concept van McCulloch is gebaseerd op het volgende idee: als fotonen enige massa hebben, zouden ze traagheid moeten ervaren wanneer ze worden gereflecteerd. De Unruh-straling is in dit geval echter zeer klein. Zo klein dat het kan communiceren met zijn directe omgeving. In het geval van EmDrive is dit de kegel van het “motor”-ontwerp. De kegel laat een bepaalde lengte Unruh-straling toe aan het bredere uiteinde en een kortere stralingslengte aan het smallere uiteinde. De fotonen worden gereflecteerd, dus hun traagheid in de camera moet veranderen. En uit het principe van behoud van momentum, dat, in tegenstelling tot de vaak voorkomende meningen over EmDrive, in deze interpretatie niet wordt geschonden, volgt dat er op deze manier tractie moet worden gecreëerd.

De theorie van McCulloch elimineert enerzijds het probleem van het behoud van momentum, en bevindt zich anderzijds in de marge van de wetenschappelijke mainstream. Vanuit wetenschappelijk oogpunt is het controversieel om aan te nemen dat fotonen een traagheidsmassa hebben. Bovendien zou logischerwijs de lichtsnelheid in de kamer moeten veranderen. Dit is voor natuurkundigen vrij moeilijk te accepteren.

Is dit echt een string?

Ondanks de eerder genoemde positieve resultaten uit het EmDrive-tractieonderzoek zijn critici er nog steeds tegen. Ze merken op dat NASA, in tegenstelling tot berichten in de media, nog moet bewijzen dat de motor echt werkt. Het kan bijvoorbeeld met honderd procent zekerheid experimentele fouten, onder meer veroorzaakt door de verdamping van materialen waaruit onderdelen van het voortstuwingssysteem bestaan.

Critici beweren dat de sterkte van een elektromagnetische golf in beide richtingen feitelijk gelijkwaardig is. We hebben te maken met een andere breedte van de container, maar dit verandert niets, omdat de microgolven, gereflecteerd door het bredere uiteinde, terugkerend, niet alleen op de smallere bodem vallen, maar ook op de muren. Sceptici overwogen bijvoorbeeld om lichte stuwkracht uit de luchtstroom te genereren, maar NASA sloot dat uit na testen in een vacuümkamer. Tegelijkertijd accepteerden andere wetenschappers de nieuwe gegevens nederig, op zoek naar een manier om deze op zinvolle wijze te verzoenen met het principe van behoud van momentum.

Sommigen betwijfelen dat in dit experiment de specifieke stuwkracht van de motor en het verwarmingseffect van het met elektrische stroom behandelde systeem verschillen (9). In de experimentele opstelling van NASA wordt een zeer grote hoeveelheid thermische energie in de cilinder geïntroduceerd, waardoor de massaverdeling en het zwaartepunt kunnen veranderen, waardoor de EmDrive-stuwkracht in de meetapparatuur wordt gedetecteerd.

9. Thermische beelden van het systeem tijdens het testen

EmDrive-enthousiastelingen zeggen dat het geheim schuilt onder meer in de vorm van een conische cilinderdaarom verschijnt de lijn gewoon. Sceptici antwoorden dat het de moeite waard zou zijn om de onmogelijke aandrijving met een normale cilinder te testen. Want als een dergelijk conventioneel, niet-conisch ontwerp een impuls zou hebben gegeven, zou dit enkele van de ‘mystieke’ beweringen over de EmDrive ondermijnen, en ook het vermoeden ondersteunen dat de bekende thermische effecten van de ‘onmogelijke motor’ aan het werk waren in de experimentele opstelling. .

De "prestaties" van de motor, zoals gemeten door NASA's Eagleworks-experimenten, is ook twijfelachtig. Bij gebruik van 40 W werd de stuwkracht gemeten op het niveau van 40 micron - binnen plus of min 20 micron. Dit is een fout van 50%. Na het verhogen van het vermogen tot 60 watt werden prestatiemetingen nog minder nauwkeurig. Maar zelfs als we deze gegevens voor waar aannemen, het nieuwe type aandrijving produceert nog steeds slechts een tiende van de kracht per kilowatt elektriciteit die haalbaar is met geavanceerde ionenstuwraketten zoals NSTAR of NEXT.

Sceptici roepen op tot verdere, grondigere en uiteraard onafhankelijke tests. Ze herinneren je eraan dat de EmDrive-reeks in 2012 in Chinese experimenten verscheen en na verbetering van de experimentele methoden en metingen verdween.

Het verifiëren van de waarheid in een baan om de aarde

Het laatste (?) antwoord op de vraag of de aandrijving werkt met een resonantiekamer is bedacht door de eerder genoemde Guido Fett - de uitvinder van een variant van dit concept genaamd Kanna-drive. Volgens hem zullen sceptici en critici hun mond houden door een door deze motor aangedreven satelliet in een baan om de aarde te sturen. Natuurlijk zal het sluiten als Cannae Drive daadwerkelijk een satelliet lanceert.

De sonde, ter grootte van 6 CubeSats (dat wil zeggen ongeveer 10 x 20 x 30 cm), moet worden verhoogd tot een hoogte van 241 km, waar hij ongeveer zes maanden zal blijven. Traditionele satellieten van deze omvang hebben binnen ongeveer zes weken geen correctiebrandstof meer. EmDrive, aangedreven door zonnepanelen, zal deze beperking wegnemen.

Om het apparaat te bouwen, heeft Cannae Inc., beheerd door Fetta, Inc. richtte samen met LAI International en SpaceQuest Ltd een bedrijf op, met ervaring als leverancier van reserveonderdelen, incl. voor luchtvaart- en microsatellietfabrikanten. Als alles goed gaat dan Theseus, omdat dat de naam is van de nieuwe onderneming, zou in 2017 de eerste EmDrive-microsatelliet kunnen lanceren.

Dit zijn niets meer dan fotonen, zeggen de Finnen.

Enkele maanden voordat de bevindingen van NASA werden gepubliceerd, publiceerde het peer-reviewed tijdschrift AIP Advances een artikel over de controversiële EmDrive-engine. De auteurs ervan, natuurkundeprofessor Arto Annila van de Universiteit van Helsinki, Dr. Erkki Kolehmainen van de Universiteit van Jyväskylä in organische chemie en natuurkundige Patrick Grahn van Comsol, beweren dat EmDrive krijgt stuwkracht door het vrijkomen van fotonen uit een gesloten kamer.

Professor Annila is een gerenommeerd onderzoeker naar de krachten van de natuur. Hij is de auteur van bijna vijftig werken gepubliceerd in prestigieuze tijdschriften. Zijn theorieën hebben toepassing gevonden in de studie van donkere energie en donkere materie, evolutie, economie en neurowetenschappen. Annila zegt categorisch: EmDrive is net als elke andere motor. Kost brandstof en creëert stuwkracht.

Aan de brandstofkant is alles eenvoudig en duidelijk voor iedereen - er worden microgolven naar de motor gestuurd. Het probleem is dat er niets aan te zien is, waardoor mensen denken dat de motor niet werkt. Dus hoe kan er iets ondetecteerbaars uit komen? Fotonen stuiteren heen en weer in de kamer. Sommigen van hen gaan in dezelfde richting en met dezelfde snelheid, maar hun fase is 180 graden verschoven. Daarom, als ze in deze configuratie reizen, heffen ze elkaars elektromagnetische velden op. Het is als golven van water die samen bewegen wanneer de een ten opzichte van de ander verschoven is, zodat ze elkaar opheffen. Het water gaat niet weg, het is er nog steeds. Evenzo verdwijnen fotonen die momentum dragen niet, zelfs als ze niet zichtbaar zijn als licht. En als de golven geen elektromagnetische eigenschappen meer hebben, omdat ze zijn geëlimineerd, dan reflecteren ze niet vanaf de wanden van de kamer en verlaten ze deze niet. We hebben dus een drive vanwege fotonparen.

Een boot ondergedompeld in relatieve ruimtetijd

Gerenommeerde natuurkundige James F. Woodward (10) is daarentegen van mening dat de fysieke basis voor de werking van een nieuw type voortstuwing de zogenaamde hinderlaag Maha. Woodward formuleerde een niet-lokale wiskundige theorie gebaseerd op het principe van Mach. Het meest opvallende is echter dat zijn theorie testbaar is omdat deze fysieke effecten voorspelt.

Woodward zegt dat als de massa-energiedichtheid van een bepaald systeem in de loop van de tijd verandert, de massa van dat systeem verandert met een hoeveelheid die evenredig is met de tweede afgeleide van de verandering in dichtheid van het systeem in kwestie.

Als bijvoorbeeld een keramische condensator van 1 kg eenmaal wordt opgeladen met een positieve, soms negatieve spanning die verandert met een frequentie van 10 kHz en vermogen uitzendt van bijvoorbeeld 100 W - Woodward's theorie voorspelt dat de massa van de condensator ± 10 milligram rond zijn oorspronkelijke massawaarde bij een frequentie van 20 kHz. Deze voorspelling is in het laboratorium bevestigd en daarmee is het principe van Mach empirisch bevestigd.

Ernst Mach geloofde dat een lichaam niet uniform beweegt in relatie tot de absolute ruimte, maar in relatie tot het massamiddelpunt van alle andere lichamen in het heelal. De traagheid van een lichaam is het resultaat van de interactie met andere lichamen. Volgens veel natuurkundigen zou de volledige implementatie van het principe van Mach de volledige afhankelijkheid bewijzen van de geometrie van de ruimte-tijd van de verdeling van materie in het heelal, en de overeenkomstige theorie zou de theorie van de relatieve ruimte-tijd zijn.

Visueel is dit EmDrive-motorconcept te vergelijken met roeien in de oceaan. En deze oceaan is het heelal. De beweging zal min of meer werken als een roeispaan die in het water duikt waaruit het heelal bestaat en zich ervan afzet. En het meest interessante van dit alles is dat de natuurkunde zich nu in een zodanige staat bevindt dat dit soort metaforen helemaal niet meer op fantasie en poëzie lijken.

Niet alleen EmDrive, of ruimtestations van de toekomst

Hoewel de motor van Scheuer slechts een minimale boost gaf, heeft hij al een mooie toekomst in de ruimtevaart die ons naar Mars en verder zal brengen. Dit is echter niet de enige hoop op een echt snelle en efficiënte ruimtevaartuigmotor. Hier zijn nog enkele concepten:

•  Nucleaire aandrijving. Het zou gaan om het afvuren van atoombommen en het richten van de kracht van hun explosie met de “loop” naar de achtersteven van het schip. Kernexplosies zullen een schokkracht creëren die het schip naar voren “duwt”. Een niet-explosieve optie zou het gebruik van een zout splijtbaar materiaal zijn, zoals uraniumbromide, opgelost in water. Dergelijke brandstof wordt opgeslagen in een reeks containers, van elkaar gescheiden door een laag duurzaam materiaal, waaraan boor is toegevoegd, een duurzame stof.

  een neutronenabsorbeerder die de stroming tussen containers verhindert. Wanneer we de motor afvuren, combineert het materiaal uit alle containers zich, wat een kettingreactie veroorzaakt, en de oplossing van zout in water verandert in plasma, dat, als het raketmondstuk door een magnetisch veld wordt beschermd tegen de enorme temperatuur van het plasma, constante stuwkracht. Er wordt geschat dat deze methode een raket kan versnellen tot 6 m km/s en zelfs meer. Deze methode vereist echter grote hoeveelheden splijtstof; voor een schip van duizend ton zou dit zelfs tien ton kunnen zijn. ton uranium.

• Fusiemotor die gebruik maakt van deuterium. Plasma met een temperatuur van zo'n 500 miljoen graden Celsius, dat stuwkracht produceert, vormt een serieuze uitdaging voor ontwerpers van bijvoorbeeld uitlaatmondstukken. De snelheid die in dit geval theoretisch zou kunnen worden bereikt, ligt echter dicht bij een tiende van de lichtsnelheid, d.w.z. tot 30 km/sec Deze optie blijft echter technisch onhaalbaar.
• Antimaterie. Dit vreemde ding bestaat echt: bij CERN en Fermilab konden we ongeveer een biljoen antiprotonen, of één picogram antimaterie, verzamelen met behulp van verzamelringen. Theoretisch zou antimaterie kunnen worden opgeslagen in zogenaamde Penning-vallen, waarin een magnetisch veld voorkomt dat het in botsing komt met de wanden van de container. Vernietiging van antimaterie door gewone mensen

  met een stof, zoals waterstof, geeft gigantische energie uit een hoogenergetisch plasma in een magnetische val. Theoretisch zou een voertuig dat wordt aangedreven door de vernietigingsenergie van materie en antimaterie kunnen accelereren tot 90% van de lichtsnelheid. In de praktijk is het produceren van antimaterie echter uiterst moeilijk en duur. Het kost tien miljoen keer meer energie om een ​​bepaalde batch te produceren dan later kan worden geproduceerd.

• Zonne-zeilen. Dit is een aandrijfconcept dat al jaren bekend is, maar nog op zijn minst op een proefimplementatie wacht. De zeilen zullen werken met behulp van het foto-elektrische effect beschreven door Einstein. Hun oppervlak moet echter zeer groot zijn. Het zeil zelf moet ook erg dun zijn, zodat de constructie niet te veel weegt.
• Aandrijfeenheid . Fantisten zeggen dat het voldoende is om... de ruimte te buigen, wat feitelijk de afstand tussen het voertuig en de bestemming verkleint en de afstand daarachter vergroot. De passagier beweegt dus zelf maar een klein beetje, maar in de "bubbel" legt hij een enorme afstand af. Hoe fantastisch het ook klinkt, NASA-wetenschappers hebben behoorlijk serieus geëxperimenteerd.

  met effecten op fotonen. In 1994 stelde natuurkundige dr. Miguel Alcubierre een wetenschappelijke theorie voor die beschrijft hoe zo'n motor zou kunnen werken. In feite zou het een soort truc zijn: in plaats van sneller te bewegen dan de lichtsnelheid, zou het de ruimte-tijd zelf wijzigen. Helaas mag u niet verwachten dat u de schijf binnenkort zult ontvangen. Een van de vele problemen daarmee is dat een schip dat op deze manier wordt voortgestuwd, negatieve energie nodig heeft om het aan te drijven. Het is waar dat dit soort energie bekend is in de theoretische natuurkunde: het theoretische model van het vacuüm als een oneindige zee van deeltjes met negatieve energie werd voor het eerst voorgesteld door de Britse natuurkundige Paul Dirac in 1930 om het bestaan ​​van voorspelde negatieve energie te verklaren. kwantumtoestanden. volgens de Dirac-vergelijking voor relativistische elektronen.

  In de klassieke natuurkunde wordt aangenomen dat er in de natuur alleen een oplossing met positieve energie bestaat, en dat een oplossing met negatieve energie geen zin heeft. De Dirac-vergelijking postuleert echter het bestaan ​​van processen waarin een negatieve oplossing kan voortkomen uit "normale" positieve deeltjes, en kan daarom niet worden genegeerd. Het is echter onbekend of negatieve energie kan worden gecreëerd in de realiteit die voor ons beschikbaar is.

  Er zijn veel problemen met de implementatie van de schijf. Communicatie lijkt een van de belangrijkste. Het is bijvoorbeeld onbekend hoe het schip zou kunnen communiceren met de omliggende gebieden van de ruimte-tijd, terwijl het sneller beweegt dan de snelheid van het licht? Dit voorkomt ook dat de aandrijving struikelt of start.