EmDrive funziona! Paddle si tuffò nell'universo

La fisica è quasi sull'orlo del baratro. Nel novembre 2016, la NASA ha pubblicato un rapporto scientifico sui test EmDrive presso gli Eagleworks Laboratories (1). In esso, l'agenzia conferma che il dispositivo produce trazione, cioè funziona. Il problema è che non si sa ancora perché funzioni...

1. Sistema da laboratorio per la misura della spinta del motore EmDrive

2. Scrivere una stringa su EmDrive durante il test

Scienziati e ingegneri della NASA Eagleworks Laboratories hanno affrontato la loro ricerca con molta attenzione. Hanno anche cercato di trovare potenziali fonti di errore, ma senza successo. Loro il motore EmDrive ha prodotto 1,2 ± 0,1 millinewton di spinta per kilowatt di potenza (2). Questo risultato è discreto e ha un'efficienza complessiva molte volte inferiore a quella dei tubi ionici, ad esempio i propulsori Hall, ma il suo grande vantaggio è difficile da contestare: non richiede carburante.Non c'è quindi bisogno di portare con sé in un eventuale viaggio alcun serbatoio di carburante, “carica” della sua potenza.

Questa non è la prima volta che i ricercatori hanno dimostrato che funziona. Tuttavia, nessuno è ancora stato in grado di spiegare perché. Gli esperti della NASA ritengono che il funzionamento di questo motore possa essere spiegato teoria dell'onda pilota. Naturalmente, questa non è l'unica ipotesi che tenta di spiegare l'origine misteriosa della sequenza. Saranno necessari ulteriori studi per confermare le ipotesi degli scienziati. Sii paziente e preparati per i reclami successivi che EmDrive (3)… Funziona veramente.

Si tratta di accelerazione

Il caso EmDrive ha accelerato e accelerato come un vero motore a razzo negli ultimi mesi. Ciò è evidenziato dalla seguente sequenza di eventi:

• Nell'aprile 2015, José Rodal, Jeremy Mullikin e Noel Munson hanno annunciato i risultati della loro ricerca su un forum (questo è un sito commerciale, nonostante il nome, non affiliato alla NASA). Come si è scoperto, hanno verificato il funzionamento del motore nel vuoto ed eliminato possibili errori di misurazione, dimostrando il principio di funzionamento di questo motore utilizzandoli.
• Nell'agosto 2015 sono stati pubblicati i risultati di uno studio di Martin Taimar dell'Università tecnica di Dresda. Il fisico ha detto che il motore EmDrive è stato spinto, ma questa non è affatto una prova del suo funzionamento. Lo scopo dell'esperimento di Taimar era di testare gli effetti collaterali dei metodi precedenti utilizzati per testare il motore. Tuttavia, l'esperimento stesso è stato criticato per condotta imprecisa, errori di misurazione e i risultati annunciati sono stati definiti un "gioco di parole".
• Nel giugno 2016, lo scienziato e ingegnere tedesco Paul Kotsila ha annunciato una campagna di crowdfunding per lanciare nello spazio un satellite chiamato PocketQube.
• Nell'agosto 2016, Guido Fetta, fondatore di Cannae Inc., ha annunciato il concept di lancio di CubeSat, un satellite in miniatura dotato di Cannae Drive (4), ovvero nella tua versione di EmDrive.
• Nell'ottobre 2016, Roger J. Scheuer, inventore dell'EmDrive, ha ricevuto brevetti britannici e internazionali per la seconda generazione del suo motore.
• Il 14 ottobre 2016 è stata rilasciata un'intervista cinematografica con Scheuer per International Business Times UK. Rappresenta, tra le altre cose, il futuro e la storia dello sviluppo di EmDrive, e si è scoperto che i dipartimenti della difesa statunitense e britannico, nonché il Pentagono, la NASA e la Boeing, sono interessati all'invenzione. Scheuer ha fornito ad alcune di queste organizzazioni tutta la documentazione tecnica per l'unità e le dimostrazioni dell'EmDrive che fornisce una spinta da 8 ge 18 G. Scheuer ritiene che l'unità criogenica EmDrive di seconda generazione dovrebbe avere una spinta equivalente a una tonnellata, consentendo all'unità di essere utilizzato in quasi tutte le auto moderne.
• Il 17 novembre 2016 sono stati pubblicati i suddetti risultati della ricerca NASA, che hanno inizialmente confermato il funzionamento della centrale.

4. Cannae Drive a bordo del satellite - visualizzazione

17 anni e ancora un mistero

5. Roger Scheuer con un modello del suo EmDrive

Il nome più lungo e accurato di EmDrive è Motore risonatore a risonanza RF. Il concetto di azionamento elettromagnetico è stato sviluppato nel 1999 dallo scienziato e ingegnere britannico Roger Scheuer, fondatore di Satellite Propulsion Research Ltd. Nel 2006 ha pubblicato un articolo su EmDrive su New Scientist (5). Il testo è stato fortemente criticato dagli studiosi. A loro avviso, una spinta elettromagnetica relativistica basata sul concetto presentato viola la legge di conservazione della quantità di moto, cioè è un'altra opzione fantasy su.

tuttavia Sia i test cinesi di alcuni anni fa che quelli condotti dalla NASA in autunno sembrano confermare che il movimento che utilizza la pressione della radiazione elettromagnetica sulla superficie e l'effetto della riflessione dell'onda elettromagnetica in una guida d'onda conica porta a una differenza di forza. e l'aspetto della trazione. Questo potere, a sua volta, può essere moltiplicato per Lustra, posto ad una distanza adeguata, un multiplo della metà della lunghezza dell'onda elettromagnetica.

Con la pubblicazione dei risultati dell'esperimento NASA Eagleworks Lab, le polemiche si sono ripresentate su questa soluzione potenzialmente rivoluzionaria. Le discrepanze tra i risultati sperimentali e la teoria scientifica effettiva e le leggi della fisica hanno dato origine a molte opinioni estreme sui test effettuati. La discrepanza tra le affermazioni ottimistiche di una svolta nei viaggi nello spazio e l'aperta negazione dei risultati della ricerca ha portato molti a riflettere profondamente sui postulati universali e sui dilemmi della conoscenza scientifica e sui limiti dell'esperimento scientifico.

Sebbene fossero trascorsi più di diciassette anni dalla divulgazione del progetto da parte di Scheuer, il modello dell'ingegnere britannico non poteva aspettare a lungo per una verifica affidabile della ricerca. Sebbene gli esperimenti con la sua applicazione siano stati ripetuti di volta in volta, non si è deciso di validarli adeguatamente e testare la metodologia in uno specifico studio scientifico. La situazione al riguardo è cambiata dopo la suddetta pubblicazione dei risultati peer-reviewed dell'esperimento nel laboratorio americano Eagleworks. Tuttavia, oltre alla comprovata legittimità del metodo di ricerca adottato, fin dall'inizio non è stata dissipata tutta la gamma di dubbi, che di fatto ha minato la credibilità dell'idea stessa.

E Newton?

Per illustrare l'entità del problema con il principio del motore di Scheuer, i critici tendono a paragonare l'autore dell'idea EmDrive a un proprietario di auto che vuole far muovere la sua auto premendo contro il parabrezza dall'interno. L'incoerenza così illustrata con i principi fondamentali della dinamica newtoniana è ancora considerata l'obiezione principale, che esclude completamente la credibilità del progetto dell'ingegnere britannico. Gli oppositori del modello di Scheuer non furono convinti dai successivi esperimenti che mostrarono inaspettatamente che il motore EmDrive poteva funzionare in modo efficiente.

Naturalmente, si deve ammettere che i risultati sperimentali finora ottenuti risentono della mancanza di una chiara base sostanziale sotto forma di disposizioni e modelli scientificamente provati. Sia i ricercatori che gli appassionati che dimostrano l'operabilità del modello del motore elettromagnetico ammettono di non aver trovato un principio fisico chiaramente confermato che spiegherebbe il suo funzionamento come presumibilmente contrario alle leggi della dinamica di Newton.

6. Ipotetica distribuzione dei vettori di interazione nel cilindro EmDrive

Lo stesso Scheuer, tuttavia, postula la necessità di considerare il suo progetto sulla base della meccanica quantistica, e non classica, come nel caso delle pulsioni convenzionali. A suo avviso, il lavoro di EmDrive si basa su influenza specifica delle onde elettromagnetiche ( 6), la cui influenza non si riflette pienamente nei principi di Newton. Inoltre, Scheuer non fornisce alcuna prova scientificamente verificata e verificata metodologicamente.

Nonostante tutti gli annunci fatti e i promettenti risultati della ricerca, i risultati dell'esperimento NASA Eagleworks Laboratory sono solo l'inizio di un lungo processo di verifica delle prove e di costruzione della credibilità scientifica del progetto avviato da Scheuer. Se i risultati degli esperimenti di ricerca si rivelano riproducibili, e il funzionamento del modello è confermato anche in condizioni spaziali, resta una questione molto più seria per l'analisi. il problema di conciliare la scoperta con i principi della dinamicamentre intoccabile. L'emergere di una tale situazione non dovrebbe significare automaticamente una negazione dell'attuale teoria scientifica o delle leggi fisiche fondamentali.

Teoricamente, EmDrive funziona sfruttando il fenomeno della pressione di radiazione. La velocità di gruppo di un'onda elettromagnetica, e quindi la forza da essa generata, può dipendere dalla geometria della guida d'onda in cui si propaga. Secondo l'idea di Scheuer, se costruisci una guida d'onda conica in modo tale che la velocità dell'onda a un'estremità sia significativamente diversa dalla velocità dell'onda all'altra estremità, riflettendo l'onda tra le due estremità, otterrai una differenza di pressione di radiazione, cioè una forza sufficiente per ottenere la trazione. Secondo Scheuer, EmDrive non viola le leggi della fisica, ma utilizza la teoria di Einstein: il motore è semplicemente in un altro quadro di riferimento rispetto all'onda "funzionante" al suo interno.

7. Schema concettuale del funzionamento di EmDrive

È difficile capire come funziona EmDrive, ma sai in cosa consiste (7). La parte più importante del dispositivo è risonatore a microondea cui la radiazione a microonde generata microonde (lampada a emissione di microonde utilizzata sia nei forni radar che in quelli a microonde). Il risuonatore ha una forma simile a un cono di metallo tronco: un'estremità è più larga dell'altra. A causa delle dimensioni opportunamente selezionate, le onde elettromagnetiche di una certa lunghezza risuonano al suo interno. Si presume che queste onde accelerino verso l'estremità più ampia e rallentino verso l'estremità più stretta. La differenza nella velocità di spostamento dell'onda dovrebbe portare ad una differenza nella pressione di radiazione esercitata sulle estremità opposte del risonatore, e quindi alla formazione propulsione del veicolo. Questa sequenza agirà verso la base più ampia. Il problema è che, secondo i critici di Scheuer, questo effetto compensa l'impatto delle onde sulle pareti laterali del cono.

8. Ugello motore ionico

Un motore a reazione o a razzo spinge il veicolo (spinta) mentre espelle il gas di combustione accelerato. Anche il propulsore ionico utilizzato nelle sonde spaziali emette gas (8), ma sotto forma di ioni accelerati in un campo elettromagnetico. EmDrive non risolve nulla di tutto ciò.

secondo Terza legge di Newton ad ogni azione c'è una reazione opposta ed uguale, cioè le azioni reciproche di due corpi sono sempre uguali e opposte. Se ci appoggiamo al muro, ci preme anche, anche se non andrà da nessuna parte. Mentre parla principio di conservazione della quantità di motoSe le forze esterne (interazioni) non agiscono su un sistema di corpi, allora questo sistema ha una quantità di moto costante. In breve, EmDrive non dovrebbe funzionare. Ma funziona. Almeno questo è ciò che mostrano i dispositivi di rilevamento.

La potenza dei prototipi finora costruiti non li fa deprimere, anche se, come abbiamo già accennato, alcuni dei motori ionici utilizzati nella pratica operano in queste gamme micro-newtoniane. Secondo Scheuer, la spinta nell'EmDrive può essere notevolmente aumentata attraverso l'uso di superconduttori.

Teoria dell'onda pilota

La teoria dell'onda pilota è stata data dai ricercatori della NASA come possibile base scientifica per il funzionamento di EmDrive. Questa è la prima teoria delle variabili nascoste conosciuta presentata da Luisa de Broglie nel 1927, poi dimenticata, poi riscoperta e migliorata David Bohm - ora chiamato teoria di de Broglie-Bohm. È privo dei problemi che esistono nell'interpretazione standard della meccanica quantistica, come il collasso istantaneo della funzione d'onda e il problema della misurazione (noto come il paradosso del gatto di Schrödinger).

essa teoria non localeciò significa che il movimento di una data particella è direttamente influenzato dal movimento di altre particelle nel sistema. Tuttavia, questa non località non consente la trasmissione di informazioni a una velocità maggiore della velocità della luce, e quindi non contraddice la teoria della relatività. La teoria dell'onda pilota rimane una delle numerose interpretazioni della meccanica quantistica. Finora non sono state trovate differenze sperimentali tra le previsioni della teoria dell'onda pilota e quelle dell'interpretazione standard della meccanica quantistica.

Nella sua pubblicazione del 1926 Max Born ha proposto che la funzione d'onda dell'equazione d'onda di Schrödinger sia la densità di probabilità di rilevare una particella. Fu per questa idea che de Broglie sviluppò la teoria dell'onda pilota e sviluppò la funzione d'onda pilota. Inizialmente ha proposto un approccio a doppia soluzione in cui un oggetto quantistico contiene un'onda fisica (onda u) nello spazio reale avente una regione singolare sferica che provoca un comportamento simile a una particella. In questa forma originale di teoria, il ricercatore non ha postulato l'esistenza di una particella quantistica. In seguito formulò la teoria dell'onda pilota e la presentò alla famosa Conferenza di Solvay nel 1927. Wolfgang Pauli tuttavia, presumeva che un tale modello non sarebbe stato corretto per lo scattering anelastico delle particelle. De Broglie non ha trovato

a questa risposta e presto abbandonò il concetto di onda pilota. Non ha mai sviluppato la sua teoria per coprire la casualità.

molte particelle.

Nel 1952, David Bohm riscoprì la teoria dell'onda pilota. La teoria di de Broglie-Bohm è stata infine riconosciuta come la corretta interpretazione della meccanica quantistica e rappresenta una seria alternativa alla più popolare interpretazione di Copenaghen fino ad oggi. È importante sottolineare che è esente dal paradosso della misurazione che interferisce con l'interpretazione standard della meccanica quantistica.

Le posizioni e la quantità di moto delle particelle sono variabili latenti nel senso che ogni particella ha coordinate e quantità di moto ben definite in un dato momento. Tuttavia, è impossibile misurare entrambe queste grandezze allo stesso tempo, poiché ogni misurazione di una perturba il valore dell'altra - in accordo con Principio di indeterminazione di Heisenberg. L'insieme delle particelle ha un'onda di materia corrispondente che evolve secondo l'equazione di Schrödinger. Ogni particella segue una traiettoria deterministica controllata da un'onda pilota. Presi insieme, la densità delle particelle corrisponde all'altezza dell'ampiezza della funzione d'onda. La funzione d'onda è indipendente dalle particelle e può esistere come una funzione d'onda vuota.

Nell'interpretazione di Copenaghen, le particelle non hanno una posizione fissa finché non vengono osservate. Nella teoria delle onde

le posizioni pilota delle particelle sono ben definite, ma questo ha diverse gravi conseguenze per tutta la fisica - quindi

anche questa teoria non è molto popolare. Tuttavia, ti consente di spiegare come funziona EmDrive.

"Se un mezzo può trasmettere vibrazioni acustiche, i suoi componenti possono interagire e trasmettere quantità di moto", scrive il team di ricerca della NASA in una pubblicazione del novembre 2016. violare le leggi del moto di Newton".

Una delle conseguenze di questa interpretazione, a quanto pare, è che EmDrive si muoverà, come se "spingesse via" dall'Universo.

 EmDrive non dovrebbe infrangere le leggi della fisica...

…dice Mike McCulloch dell'Università di Plymouth, proponendo una nuova teoria che suggerisce un modo diverso di pensare al moto e all'inerzia di oggetti con accelerazioni molto piccole. Se avesse ragione, finiremmo per chiamare la misteriosa pulsione "non inerziale", perché è l'inerzia, cioè l'inerzia, che perseguita il ricercatore britannico.

L'inerzia è caratteristica di tutti gli oggetti che hanno massa, reagendo a un cambio di direzione o all'accelerazione. In altre parole, la massa può essere considerata come una misura di inerzia. Sebbene questo ci sembri un concetto ben noto, la sua stessa natura non è così scontata. Il concetto di McCulloch si basa sul presupposto che l'inerzia sia dovuta a un effetto previsto dalla relatività generale chiamato Radiazione Unrua è la radiazione di corpo nero che agisce su oggetti in accelerazione. D'altra parte, possiamo dire che cresce quando acceleriamo.

Informazioni su EmDrive Il concetto di McCulloch si basa sul seguente pensiero: se i fotoni hanno una massa, devono sperimentare un'inerzia quando vengono riflessi. Tuttavia, la radiazione Unruh è molto piccola in questo caso. Così piccolo da poter interagire con l'ambiente circostante. Nel caso dell'EmDrive, questo è il cono del design del "motore". Il cono consente una radiazione Unruh di una certa lunghezza all'estremità più ampia e una radiazione di lunghezza inferiore all'estremità più stretta. I fotoni vengono riflessi, quindi la loro inerzia nella camera deve cambiare. E dal principio di conservazione della quantità di moto, che, contrariamente alle frequenti opinioni su EmDrive, non viene violato in questa interpretazione, ne consegue che la spinta dovrebbe essere creata in questo modo.

La teoria di McCulloch, da un lato, elimina il problema della conservazione della quantità di moto e, dall'altro, è ai margini del mainstream scientifico. Da un punto di vista scientifico, è controverso presumere che i fotoni abbiano una massa inerziale. Inoltre, logicamente, la velocità della luce dovrebbe cambiare all'interno della camera. Questo è abbastanza difficile da accettare per i fisici.

È davvero una stringa?

Nonostante i summenzionati risultati positivi dello studio sulla trazione EmDrive, i critici sono ancora contrari. Notano che, contrariamente a quanto riportato dai media, la NASA deve ancora dimostrare che il motore funziona davvero. È possibile, ad esempio, con assoluta certezza errori sperimentalicausato, tra l'altro, dall'evaporazione dei materiali che compongono parti del sistema di propulsione.

I critici sostengono che la forza di un'onda elettromagnetica in entrambe le direzioni è in realtà equivalente. Si tratta di una diversa larghezza del contenitore, ma questo non cambia nulla, perché le microonde, riflesse da un'estremità più ampia, ritornando, cadono non solo su un fondo più stretto, ma anche sulle pareti. Gli scettici hanno considerato la possibilità di creare una spinta leggera con il flusso d'aria, ad esempio, ma la NASA lo ha escluso dopo i test in una camera a vuoto. Allo stesso tempo, altri scienziati hanno accettato umilmente i nuovi dati, cercando un modo per riconciliarli in modo significativo con il principio di conservazione della quantità di moto.

Qualche dubbio che questo esperimento distingua la spinta specifica del motore e l'effetto riscaldante del sistema trattato con corrente elettrica (9). Nella configurazione sperimentale della NASA, una quantità molto grande di energia termica entra nel cilindro, che può cambiare la distribuzione della massa e il centro di gravità, facendo sì che la spinta EmDrive venga rilevata nei dispositivi di misurazione.

9. Immagini termiche del sistema durante il collaudo

Gli appassionati di EmDrive lo dicono il segreto sta, tra l'altro, nella forma di un cilindro conicoecco perché appare la linea. Gli scettici rispondono che varrebbe la pena testare l'impossibile attuatore con un normale cilindro. Perché se ci fosse spinta in un design così convenzionale e non conico, minerebbe alcune delle affermazioni "mistiche" sull'EmDrive e sosterrebbe anche il sospetto che i noti effetti termici del "motore impossibile" stiano operando nel setup sperimentale.

Anche le "prestazioni" del motore, misurate dagli esperimenti Eagleworks della NASA, sono discutibili. Quando si utilizzano 40 W, la spinta è stata misurata a livello di 40 micron, entro più o meno 20 micron. Questo è un errore del 50%. Dopo aver aumentato la potenza a 60 watt, le misurazioni delle prestazioni sono diventate ancora meno accurate. Tuttavia, anche se prendiamo questi dati per oro colato, il nuovo tipo di azionamento produce ancora solo un decimo della potenza per kilowatt di elettricità ottenibile con propulsori ionici avanzati come NSTAR o NEXT.

Gli scettici chiedono ulteriori test, più approfonditi e, ovviamente, indipendenti. Ricordano che la stringa EmDrive è apparsa negli esperimenti cinesi nel 2012 ed è scomparsa dopo il miglioramento dei metodi sperimentali e di misurazione.

Verifica della verità in orbita

La risposta finale (?) alla domanda se l'azionamento funzioni con una camera di risonanza è concepita dal già citato Guido Fett - l'inventore di una variante di questo concetto chiamata Kanna Drive. A suo avviso, scettici e critici rimarranno a bocca aperta mandando in orbita un satellite alimentato da questo motore. Ovviamente si chiuderà se Cannae Drive lancia effettivamente un satellite.

Una sonda delle dimensioni di 6 unità CubeSat (cioè circa 10 × 20 × 30 cm) dovrebbe essere portata a un'altitudine di 241 km, dove rimarrà per circa sei mesi. I satelliti tradizionali di queste dimensioni esauriscono il carburante di correzione in circa sei settimane. EmDrive a energia solare rimuoverà questa limitazione.

Per costruire il dispositivo, Cannae Inc., gestita da Fetta, Inc. ha fondato una società con LAI International e SpaceQuest Ltd, avendo esperienza come fornitore di pezzi di ricambio, incl. per l'aviazione e produttore di microsatelliti. Se tutto va bene, allora Teseo, perché questo è il nome della nuova impresa, potrebbe lanciare il primo microsatellite EmDrive nel 2017.

Non sono altro che fotoni, dicono i finlandesi.

Pochi mesi prima della pubblicazione dei risultati della NASA, la rivista peer-reviewed AIP Advances ha pubblicato un articolo sul controverso motore EmDrive. I suoi autori, il professore di fisica Arto Annila dell'Università di Helsinki, il dottor Erkki Kolehmainen dell'Università di Jyväskylä in chimica organica e il fisico Patrick Grahn di Comsol, sostengono che EmDrive guadagna spinta grazie al rilascio di fotoni da una camera chiusa.

La professoressa Annila è una nota ricercatrice delle forze della natura. È autore di una cinquantina di articoli pubblicati su prestigiose riviste. Le sue teorie hanno trovato applicazioni nello studio dell'energia oscura e della materia oscura, dell'evoluzione, dell'economia e delle neuroscienze. Annila è categorica: EmDrive è come qualsiasi altro motore. Prende carburante e crea spinta.

Per quanto riguarda il carburante, tutto è semplice e chiaro a tutti: le microonde vengono inviate al motore. Il problema è che non si vede nulla, quindi la gente pensa che il motore non funzioni. Quindi come può venirne fuori qualcosa di non rilevabile? I fotoni rimbalzano avanti e indietro nella camera. Alcuni vanno nella stessa direzione e alla stessa velocità, ma la loro fase è spostata di 180 gradi. Pertanto, se viaggiano in questa configurazione, si annullano reciprocamente i campi elettromagnetici. È come onde d'acqua che si muovono insieme quando una è sfalsata rispetto all'altra in modo da annullarsi a vicenda. L'acqua non va via, è ancora lì. Allo stesso modo, i fotoni che trasportano quantità di moto non scompaiono, anche se non sono visibili come luce. E se le onde non hanno più proprietà elettromagnetiche, perché sono state eliminate, allora non si riflettono dalle pareti della camera e non la lasciano. Quindi, abbiamo un impulso dovuto alle coppie di fotoni.

Una barca immersa nel relativo spazio-tempo

Il famoso fisico James F. Woodward (10) ritiene, invece, che la base fisica per il funzionamento di un nuovo tipo di dispositivo di propulsione sia il cosiddetto imboscata Maha. Woodward formulò una teoria matematica non locale basata sul principio di Mach. In particolare, tuttavia, la sua teoria è verificabile perché prevede effetti fisici.

Woodward dice che se la densità massa-energia di un dato sistema cambia nel tempo, la massa di quel sistema cambia di una quantità proporzionale alla seconda derivata della variazione di densità del sistema in questione.

Se, ad esempio, un condensatore ceramico da 1 kg viene caricato una volta con una tensione positiva, a volte negativa, che cambia a una frequenza di 10 kHz e trasmette potenza, ad esempio 100 W, la teoria di Woodward prevede che la massa del condensatore dovrebbe cambiare ± 10 milligrammi attorno al suo valore di massa originale a una frequenza di 20 kHz. Questa previsione è stata confermata in laboratorio e quindi il principio di Mach è stato confermato empiricamente.

Ernst Mach credeva che il corpo si muovesse uniformemente non in relazione allo spazio assoluto, ma in relazione al centro di massa di tutti gli altri corpi nell'Universo. L'inerzia di un corpo è il risultato della sua interazione con altri corpi. Secondo molti fisici, la piena realizzazione del principio di Mach dimostrerebbe la completa dipendenza della geometria dello spazio-tempo dalla distribuzione della materia nell'Universo, e la teoria ad essa corrispondente sarebbe la teoria dello spazio-tempo relativo.

Visivamente, questo concetto del motore EmDrive può essere paragonato al canottaggio nell'oceano. E questo oceano è l'Universo. Il movimento agirà più o meno come un remo che si tuffa nell'acqua che compone l'universo e si respinge da esso. E la cosa più interessante di tutto questo è che la fisica è ora in uno stato tale che tali metafore non sembrano affatto fantascienza e poesia.

Non solo EmDrive, o le unità spaziali del futuro

Sebbene il motore Scheuer abbia fornito solo una spinta minima, ha già un grande futuro nei viaggi nello spazio che ci porterà su Marte e oltre. Tuttavia, questa non è l'unica speranza per un motore spaziale davvero veloce ed efficiente. Ecco altri concetti:

•  spinta nucleare. Consisterebbe nello sparare bombe atomiche e dirigere la forza della loro esplosione con una "canna" verso la poppa della nave. Le esplosioni nucleari creeranno una forza d'impatto che "spinge" la nave in avanti. Un'opzione non esplosiva sarebbe quella di utilizzare un materiale fissile salino, come il bromuro di uranio, disciolto in acqua. Tale carburante viene immagazzinato in una fila di contenitori, separati l'uno dall'altro da uno strato di materiale durevole, con l'aggiunta di boro, durevole

  un assorbitore di neutroni che impedisce loro di fluire tra i contenitori. Quando si avvia il motore, il materiale di tutti i contenitori si combina, provocando una reazione a catena, e la soluzione di sale nell'acqua si trasforma in plasma, che, lasciando l'ugello del razzo protetto dall'enorme temperatura del plasma da un campo magnetico, dà una spinta costante. Si stima che questo metodo possa accelerare il razzo fino a 6 m/s e anche di più. Tuttavia, con questo metodo, sono necessari grandi volumi di combustibile nucleare: per una nave del peso di mille tonnellate, sarebbero fino a 10 tonnellate. tonnellate di uranio.

• Motore a fusione con deuterio. Il plasma con una temperatura di circa 500 milioni di gradi Celsius, che fornisce spinta, presenta un serio problema per i progettisti, ad esempio gli ugelli di scarico. Tuttavia, la velocità che teoricamente potrebbe essere raggiunta in questo caso è vicina a un decimo della velocità della luce, cioè fino a 30 XNUMX. km/s. Tuttavia, questa opzione è ancora tecnicamente impraticabile.
• Antimateria. Questa cosa strana esiste davvero: al CERN e al Fermilab, siamo riusciti a raccogliere circa un trilione di antiprotoni, o un picogramma di antimateria, utilizzando anelli di raccolta. Teoricamente, l'antimateria può essere immagazzinata nelle cosiddette trappole Penning, in cui il campo magnetico le impedisce di entrare in collisione con le pareti del contenitore. Annientamento dell'antimateria da parte dell'ordinario

  con una sostanza, ad esempio con l'idrogeno, fornisce energia gigantesca da un plasma ad alta energia in una trappola magnetica. Teoricamente, un veicolo alimentato dall'energia di annientamento della materia e dell'antimateria potrebbe accelerare fino al 90% la velocità della luce. Tuttavia, in pratica, la produzione di antimateria è estremamente difficile e costosa. Un dato lotto richiede dieci milioni di volte più energia per essere prodotto di quanta ne possa produrre in seguito.

• vele solari. Si tratta di un concetto di azionamento noto da molti anni, ma che attende ancora, almeno provvisoriamente, di essere realizzato. Le vele opereranno utilizzando l'effetto fotoelettrico descritto da Einstein. Tuttavia, la loro superficie deve essere molto ampia. Anche la vela stessa deve essere molto sottile in modo che la struttura non pesi troppo.
• Unità motrice . I fantasmi dicono che è sufficiente... deformare lo spazio, che in realtà riduce la distanza tra il veicolo e la destinazione e aumenta la distanza dietro di esso. Pertanto, il passeggero stesso si muove solo leggermente, ma nella "bolla" supera un'enorme distanza. Per quanto fantastico possa sembrare, gli scienziati della NASA hanno sperimentato abbastanza seriamente.

  con effetti sui fotoni. Nel 1994, il fisico Dr. Miguel Alcubierre ha proposto una teoria scientifica che descrive come potrebbe funzionare un tale motore. In effetti, sarebbe una specie di trucco: invece di muoversi più velocemente della velocità della luce, modificherebbe lo spazio-tempo stesso. Sfortunatamente, non aspettarti di ricevere il disco a breve. Uno dei tanti problemi è che una nave spinta in questo modo avrà bisogno di energia negativa per alimentarla. È vero che questo tipo di energia è noto alla fisica teorica: il modello teorico del vuoto come mare infinito di particelle di energia negativa è stato proposto per la prima volta dal fisico britannico Paul Dirac nel 1930 per spiegare l'esistenza del quanto previsto di energia negativa stati. secondo l'equazione di Dirac per gli elettroni relativistici.

  Nella fisica classica, si presume che in natura esista solo una soluzione con energia positiva e una soluzione con energia negativa non abbia senso. Tuttavia, l'equazione di Dirac postula l'esistenza di processi in cui una soluzione negativa può derivare da particelle positive "normali", e quindi non può essere ignorata. Tuttavia, non è noto se l'energia negativa possa essere creata nella realtà a nostra disposizione.

  Ci sono molti problemi con l'implementazione dell'unità. La comunicazione sembra essere una delle più importanti. Ad esempio, non si sa come una nave possa comunicare con le regioni circostanti dello spazio-tempo, muovendosi più velocemente della velocità della luce? Ciò impedirà anche l'innesco o l'avvio dell'unità.