Journalist Alexander Berezin bespreekt wat voor soort echte fysica er achter het fantastische project van de "onmogelijke" EmDrive-engine kan zitten en waarom het in verband kan worden gebracht met de geschiedenis van het heelal vóór de oerknal.
Volgens het American Institute of Aeronautics and Astronautics, dat het Journal of Propulsion and Power publiceert, is een artikel over de EmDrive elektromagnetische motoren geaccepteerd. Bovendien is het zelfs de wetenschappelijke reviewers gepasseerd en zal het voor het einde van dit jaar worden gepubliceerd. Laten we een spade een spade noemen: dit nieuws klinkt hetzelfde alsof het instituut had aangekondigd dat de aarde de hemelas heeft geraakt. Alleen al het feit van zo'n publicatie is een luid schandaal, en hier is waarom.
De wetten van de fysica zijn genadeloos - om iets vooruit te helpen, moet het iets terugduwen. We zetten ons onder onze voeten van de grond af, ruimteschepen gooien - bij afwezigheid van "hemels firmament" - de brandstof terug. Hierdoor kost een reis naar de maan nog steeds honderden tonnen brandstof per persoon. In deze situatie is het zelfs beangstigend om na te denken over vluchten naar verder weg gelegen lichamen. Levering van één schip naar Mars en terug kost als een megaHPP. Er zijn opties met een kernreactor, maar het is alleen binnen de middelen van de Verenigde Staten, die eenvoudigweg niet over dergelijke technologieën beschikken. Hier zijn ze bijvoorbeeld in veel betere staat. Maar er is geen geld voor een echte vlucht naar de Rode Planeet, zelfs niet in zo'n goedkope versie. En vóór de (tot dusver hypothetische) vlucht van de Amerikanen daarheen, is het onwaarschijnlijk dat ze zullen verschijnen.
Het is duidelijk dat sommigen van dergelijke wanhoop met verre ruimtevluchten in werkelijkheid gekleurde dromen beginnen te zien. Een van hen was ingenieur Roger Scheuer. In 2003 nam hij een koperen emmer, stopte er een magnetron uit een huishoudelijke magnetron in en beweerde dat hij een motor had gemaakt die stuwkracht geeft zonder iets terug te gooien. Hij verklaarde dit in eerste instantie door het feit dat de emmer in zichzelf een staande golf van elektromagnetische trillingen in een gesloten resonator zou bevatten. De golf, zeggen ze, is de bron van stuwkracht. Fysiek gezien is dit onzin. Probeer in een opblaasbaar zwembad te klimmen en de stuwkracht te krijgen die het zwembad beweegt door er simpelweg een golf in te creëren.
Theoretisch natuurkundigen lachten alleen maar om dergelijke uitspraken. Experimentele natuurkundigen besloten echter om verder te gaan dan simpele spot en Scheuers beweringen in de praktijk te testen. En toen begonnen de problemen. De stuwkracht werd inderdaad gecreëerd en geen enkele poging van de onderzoekers om bronnen van fouten in de metingen te vinden, leverden resultaten op. De apotheose in dit opzicht was het werk van Martin Tajmar, hoofd van het Duitse Instituut voor Luchtvaart- en Ruimtevaarttechniek aan de Technische Universiteit in Dresden. In de wereld van de experimentele fysica staat deze man bekend als een professionele "vernietiger van legendes", een nauwgezette organisatie en hercontrole van het experiment, in staat om bijna elke fout te ontdekken.
Toen hij faalde, maakten zelfs theoretisch fysici zich zorgen. Ze uitten hun bezorgdheid op een nogal eigenaardige manier: "EmDrive is compleet …" (Sean Carroll van California Tech). Sommigen overwonnen zichzelf en gaven toch milder uitdrukking aan dezelfde mening: "Vanwege het ontbreken van een theoretische verklaring voor schending van het behoud van momentum, zullen recensenten in tijdschriften dergelijk werk niet accepteren", benadrukte Eric Davis van het Institute for Advanced Research in Austin (VS).
In dit opzicht klinkt het feit dat het werk van mensen van NASA, toegewijd aan hun EmDrive-tests, de peer review in een fatsoenlijk tijdschrift heeft doorstaan, revolutionair. Dit zou niet zijn gebeurd als het werk fouten had laten zien "op papier". Het is duidelijk dat het bewijs dat het apparaat werkte zo sterk was dat zelfs respect voor de wet van behoud van momentum het niet mogelijk maakte om het werk te 'doden'. Dus is het tijd om de wet te begraven? Laten we eerlijk zijn: nauwelijks.
Tot nu toe zijn er geen algemeen aanvaarde wetenschappelijk aanvaardbare verklaringen voor de werking van de "onmogelijke motor". NASA begint in antwoord op de vraag waarom het werkt, zeer dubieuze dingen te vertellen. Bijvoorbeeld over het feit dat de motor wordt "afgestoten" door virtuele deeltjes. Ja, de moderne natuurkunde gelooft dat virtuele deeltjes constant verschijnen en verdwijnen in een vacuüm. Deeltjes komen en gaan zo snel dat ze niet kunnen worden geregistreerd. Het bekende Casimir-effect laat echter zien dat ze echte aantrekkingskracht kunnen geven aan twee dichte platen in een leegte. Eén ding is slecht - dit alles heeft niets te maken met de Shoeira-emmer. Virtuele deeltjes hebben geen duidelijk afgebakende plaats in de ruimte, en in combinatie met andere factoren laat dit ze niet toe om "af te duwen".
Promotie video:
Vrij recent is echter een andere verklaring verschenen voor de werking van de "onmogelijke motor". Het werd naar voren gebracht door Nikolai Gorkavy van het Greenwich Institute (VS), ons reeds bekend vanuit een uiterst exotische hypothese over het ontstaan van het heelal. Zoals we ons herinneren, suggereerde de natuurkundige dat het in de laatste cyclus van het bestaan van het heelal samentrok totdat alle zwarte gaten erin samenvloeiden. Bij elke fusiecyclus verliest een paar zwarte gaten 5-15% van de massa die in zwaartekrachtgolven terechtkomt. Daarom zouden meerdere samensmeltingen in het "verleden Universum" bijna al zijn massa in golven hebben moeten veranderen. Het universum, waaruit de massa zo tragisch verdwenen is, is dramatisch "verarmd" in termen van zwaartekracht. Vanwege deze "antizwaartekracht" werd compressie vervangen door expansie - en zo is ons universum ontstaan. Volgens de hypothese van Gorkavy werd slechts een deel van de energie van die relict-gravitatiegolven besteed aan de vorming van de substantie van ons universum,een aanzienlijk deel is hier nog steeds aan het "roamen". We zien het niet alleen omdat deze golven hoogfrequent zijn en onze detectoren nog steeds alleen laagfrequente zwaartekrachtgolven kunnen registreren.
Nou, dat wil zeggen, ze "wisten hoe." Volgens Gorkavy is de Scheuer-emmer de eerste per ongeluk geconstrueerde relikwie-zwaartekrachtgolfdetector. In het kader van zijn hypothese is het CMB-energieniveau niet "van bovenaf" beperkt en kan het erg hoog zijn. De wetenschapper gelooft dat EmDrive de achtergrond van hoogfrequente zwaartekrachtsgolven heeft gevoeld en daar energie vandaan haalt voor zijn stuwkracht. Dan werkt het als een antenne, die door resonantie gevoelig wordt voor oscillaties van relikwie-gravitatiegolven van gigahertz-frequenties. In dit geval is de "onmogelijke motor" geen gesloten systeem met een "staande golf", maar een open, "afstotend" van de golven van een hele zee van zwaartekrachtgolven. Dat wil niet zeggen dat het een fantastische stuwkracht geeft: het kost ook energie om de koperen conus in resonantie te brengen. En tot nu toe heeft niemand geprobeerd om het apparaat correct te optimaliseren (hoe het onbegrijpelijke te debuggen?). Maar door het gebruik van externe golven hoeft het echt geen brandstof uit te werpen. Als dat zo is, zijn de vooruitzichten voor een dergelijke motor, ondanks al zijn zwakte, enorm. Volgens berekeningen zou een aardse sonde naar Pluto deze planeet bereiken met EmDrive aan boord in 18 maanden, niet veel jaren. Tegenwoordig kunnen aardse kosmonauten er niet eens van dromen miljarden kilometers af te leggen in maanden.
Tot dusver is dit de enige verklaring van de EmDrive-operatie die niet aan serieuze theoretische kritiek is onderworpen. Alles staat echter nog voor de boeg - de hypothese van de Gorkavy zelf begint immers net goed te worden besproken in de wetenschappelijke gemeenschap. Gelukkig lijkt het erop dat er een manier is om te controleren of ze gelijk heeft of niet in het "onmogelijke motor" -geval. Ze willen EmDrive in de ruimte testen, aan boord van een kleine satelliet. Dergelijke tests zullen onmogelijk in twijfel te trekken zijn. Op aarde kan de registratie van stuwkracht altijd worden toegeschreven aan een experimentele fout. Maar in de ruimte wijkt het ruimtevaartuig ofwel af van zijn basistraject (van punt A naar punt B), of 'staat' erop. Als het eerste gebeurt, is de interactie met relict-zwaartekrachtgolven uit het "verleden heelal" misschien niet zo'n exotische verklaring van "onmogelijke stuwkracht".
