Nová teorie o tom, jak funguje motor EmDrive. Motor je možný i jinak

Slavný EmDrive (1) by neměl porušovat fyzikální zákony, říká Mike McCulloch (2) z University of Plymouth. Vědec navrhuje teorii, která navrhuje nový způsob pochopení pohybu a setrvačnosti objektů s velmi malými zrychleními. Pokud by měl pravdu, nakonec bychom záhadný pohon nazvali „neinerciální“, protože britského badatele pronásleduje setrvačnost, tedy setrvačnost.

Setrvačnost je charakteristická pro všechny objekty, které mají hmotnost, reagují na změnu směru nebo na zrychlení. Jinými slovy, hmotnost může být chápána jako míra setrvačnosti. Ačkoli se nám to zdá jako známý pojem, jeho samotná podstata není tak zřejmá. McCullochův koncept je založen na předpokladu, že setrvačnost je způsobena efektem předpovídaným obecnou teorií relativity tzv. záření z Unruhutoto je záření černého tělesa působící na urychlující objekty. Na druhou stranu můžeme říci, že teplota vesmíru se zvyšuje, jak zrychlujeme.

2. Mike McCulloch z Plymouth University

Podle McCullocha je setrvačnost jednoduše tlak vyvíjený zářením Unruh na zrychlující se těleso. Efekt je obtížné studovat pro zrychlení, která běžně pozorujeme na Zemi. Podle vědce se to projeví, až když se zrychlení zmenší. Při velmi malých zrychleních jsou vlnové délky Unruhu tak velké, že se již do pozorovatelného vesmíru nevejdou. Když k tomu dojde, tvrdí McCulloch, setrvačnost může nabývat pouze určitých hodnot a přeskakovat z jedné hodnoty na druhou, což právem připomíná kvantové efekty. Jinými slovy, setrvačnost musí být kvantována jako součást malých zrychlení.

McCulloch věří, že mohou být potvrzeny jeho teorií v pozorováních. podivné skoky rychlosti pozorované při průletu některých vesmírných objektů v blízkosti Země směrem k jiným planetám. Je obtížné pečlivě studovat tento efekt na Zemi, protože zrychlení s ním spojená jsou velmi malá.

Pokud jde o samotný EmDrive, McCullochův koncept je založen na následující myšlence: pokud mají fotony nějakou hmotnost, pak při odrazu musí zažít setrvačnost. Záření Unruh je však v tomto případě velmi malé. Tak malý, že může komunikovat se svým bezprostředním okolím. V případě EmDrive jde o kužel konstrukce „motoru“. Kužel umožňuje záření Unruh určité délky na širším konci a záření kratší délky na užším konci. Fotony se odrážejí, takže se musí změnit jejich setrvačnost v komoře. A z principu zachování hybnosti, který na rozdíl od častých názorů o EmDrive není v tomto výkladu porušen, vyplývá, že trakce by měla být vytvářena tímto způsobem.

McCullochovu teorii lze experimentálně testovat minimálně dvěma způsoby. Za prvé umístěním dielektrika dovnitř komory – to by mělo zvýšit účinnost pohonu. Za druhé, podle vědce může změna velikosti komory změnit směr tahu. To se stane, když se záření Unruh lépe hodí na užší konec kužele než na širší. Podobný efekt může být způsoben změnou frekvence fotonových paprsků uvnitř kužele. „Změna tahu již proběhla v nedávném experimentu NASA,“ říká britský výzkumník.

McCullochova teorie na jedné straně odstraňuje problém zachování hybnosti a na druhé straně stojí na okraji vědeckého mainstreamu. (typická marginální věda). Z vědeckého hlediska je kontroverzní předpokládat, že fotony mají setrvačnou hmotnost. Navíc by se logicky měla uvnitř komory měnit rychlost světla. To je pro fyziky docela těžké přijmout.

3. Princip činnosti motoru EmDrive

Funguje to, ale je potřeba více testů

EmDrive byl původně duchovním dítětem Rogera Scheuera, jednoho z nejvýznamnějších leteckých odborníků v Evropě. Tento design představil ve formě kónického kontejneru. Jeden konec rezonátoru je širší než druhý a jeho rozměry jsou voleny tak, aby poskytovaly rezonanci pro elektromagnetické vlny určité délky. V důsledku toho se tyto vlny šířící se směrem k širšímu konci musí zrychlovat a směrem k užšímu konci zpomalovat (3). Předpokládá se, že v důsledku různých rychlostí posuvu čela vlny vyvíjejí na opačné konce rezonátoru různý radiační tlak, a tedy nenulový řetězec, který pohybuje objektem.

Avšak podle známé fyziky, pokud není aplikována žádná další síla, hybnost se nemůže zvýšit. Teoreticky EmDrive pracuje s využitím fenoménu radiačního tlaku. Skupinová rychlost elektromagnetické vlny, a tedy i síla, kterou vytváří, může záviset na geometrii vlnovodu, ve kterém se šíří. Podle Scheuerovy myšlenky, pokud postavíte kónický vlnovod tak, že rychlost vlny na jednom konci se výrazně liší od rychlosti vlny na druhém konci, pak odrazem této vlny mezi dvěma konci získáte rozdíl v tlaku záření. , tj. dostatečná síla k dosažení trakce. Podle Shayera, EmDrive neporušuje fyzikální zákony, ale využívá Einsteinovu teorii – motor je v jiné vztažné soustavě než „pracovní“ vlna uvnitř.

Doposud byly postaveny jen velmi malé. Prototypy EmDrive s přítlačnou silou řádu mikronovinek. Poměrně velká výzkumná instituce, čínská Severozápadní polytechnická univerzita v Si-anu, experimentovala s prototypem motoru s přítlačnou silou 720 µN (mikronewtony). Možná to není mnoho, ale některé iontové trysky používané v astronomii negenerují více.

4. Test EmDrive 2014.

Verze EmDrive testovaná NASA (4) je dílem amerického designéra Guida Fettiho. Vakuové testování kyvadla potvrdilo, že dosahuje tahu 30-50 µN. Laboratoř Eagleworks, která se nachází ve vesmírném středisku Lyndona B. Johnsona v Houstonu, potvrdil svou práci ve vzduchoprázdnu. Experti NASA vysvětlují fungování motoru kvantovými efekty, respektive interakcí s částicemi hmoty a antihmoty, které vznikají a následně se vzájemně anihilují v kvantovém vakuu.

Američané dlouho nechtěli oficiálně přiznat, že pozorovali tah produkovaný EmDrive v obavě, že výsledná malá hodnota může být způsobena chybami měření. Proto byly metody měření zpřesněny a experiment byl opakován. Až po tom všem NASA výsledky studie potvrdila.

Jak však v březnu 2016 informoval International Business Times, jeden ze zaměstnanců NASA, kteří na projektu pracovali, uvedl, že agentura plánuje celý experiment zopakovat se samostatným týmem. To jí umožní řešení konečně otestovat, než se do něj rozhodne investovat více peněz.