نظرية جديدة حول كيفية عمل محرك EmDrive. المحرك ممكن خلاف ذلك

يقول مايك ماكولوتش (1) من جامعة بليموث إن نظام EmDrive الشهير (2) يجب ألا يخرق قوانين الفيزياء. يقترح العالم نظرية تقترح طريقة جديدة لفهم الحركة والقصور الذاتي للأجسام ذات التسارعات الصغيرة جدًا. إذا كان على حق ، فسوف ينتهي بنا الأمر إلى تسمية محرك الأقراص الغامض "غير القصور الذاتي" ، لأن القصور الذاتي ، أي القصور الذاتي ، هو ما يطارد الباحث البريطاني.

القصور الذاتي هو سمة من سمات جميع الأجسام التي لها كتلة ، والتي تتفاعل مع تغيير في الاتجاه أو للتسارع. بعبارة أخرى ، يمكن اعتبار الكتلة مقياسًا للقصور الذاتي. على الرغم من أن هذا يبدو لنا مفهومًا مشهورًا ، إلا أن طبيعته ليست واضحة جدًا. يعتمد مفهوم مكولوتش على افتراض أن القصور الذاتي ناتج عن تأثير تنبأت به النسبية العامة يسمى إشعاع من Unruhهذا هو إشعاع الجسم الأسود الذي يعمل على الأجسام المتسارعة. من ناحية أخرى ، يمكننا القول أن درجة حرارة الكون تتزايد مع تسارعنا.

2. مايك ماكولوتش من جامعة بليموث

وفقًا لماكولوتش ، فإن القصور الذاتي هو ببساطة الضغط الذي يمارسه إشعاع أونرو على الجسم المتسارع. من الصعب دراسة التأثير للتسارع الذي نلاحظه عادة على الأرض. وفقًا للعالم ، يصبح هذا مرئيًا فقط عندما تصبح التسارع أصغر. عند التسارع الصغير جدًا ، تكون أطوال موجات Unruh كبيرة جدًا لدرجة أنها لم تعد تتناسب مع الكون المرئي. يجادل مكولوتش أنه عندما يحدث هذا ، فإن القصور الذاتي لا يمكن إلا أن يأخذ قيمًا معينة ويقفز من قيمة إلى أخرى ، وهو ما يذكرنا بحق بالتأثيرات الكمومية. بعبارة أخرى ، يجب قياس القصور الذاتي كعنصر من عناصر التسارع الصغيرة.

يعتقد مكولوتش أنه يمكن تأكيدها من خلال نظريته في الملاحظات. ارتفاعات سرعة غريبة لوحظ أثناء مرور بعض الأجسام الفضائية بالقرب من الأرض باتجاه الكواكب الأخرى. من الصعب دراسة هذا التأثير بعناية على الأرض لأن التسارع المصاحب له صغير جدًا.

بالنسبة إلى EmDrive نفسه ، يعتمد مفهوم McCulloch على الفكرة التالية: إذا كان للفوتونات نوع من الكتلة ، فعند انعكاسها ، يجب أن تعاني من القصور الذاتي. ومع ذلك ، فإن إشعاع Unruh صغير جدًا في هذه الحالة. صغيرة جدًا بحيث يمكنها التفاعل مع بيئتها المباشرة. في حالة EmDrive ، هذا هو شكل مخروط تصميم "المحرك". يسمح المخروط بإشعاع Unruh بطول معين عند الطرف الأوسع ، والإشعاع بطول أقصر عند الطرف الضيق. تنعكس الفوتونات ، لذلك يجب أن يتغير قصورهم الذاتي في الغرفة. ومن مبدأ الحفاظ على الزخم ، الذي ، خلافًا للآراء المتكررة حول EmDrive ، لا ينتهك في هذا التفسير ، يترتب على ذلك أنه يجب إنشاء الجر بهذه الطريقة.

يمكن اختبار نظرية مكولوتش تجريبياً بطريقتين على الأقل. أولاً ، عن طريق وضع عازل داخل الحجرة - سيؤدي ذلك إلى زيادة كفاءة محرك الأقراص. ثانيًا ، وفقًا للعالم ، فإن تغيير حجم الغرفة يمكن أن يغير اتجاه الدفع. سيحدث هذا عندما يكون إشعاع Unruh مناسبًا بشكل أفضل للطرف الأضيق للمخروط مقارنة بالنهاية الأوسع. يمكن أن يحدث تأثير مماثل عن طريق تغيير تردد حزم الفوتون داخل المخروط. يقول الباحث البريطاني: "لقد حدث انعكاس الدفع بالفعل في تجربة ناسا الأخيرة".

نظرية مكولوتش ، من ناحية ، تلغي مشكلة الحفاظ على الزخم ، ومن ناحية أخرى ، تقع على هامش التيار العلمي السائد. (علم هامشي نموذجي). من وجهة نظر علمية ، من القابل للنقاش افتراض أن الفوتونات لها كتلة قصور ذاتي. علاوة على ذلك ، منطقيا ، يجب أن تتغير سرعة الضوء داخل الغرفة. من الصعب جدًا على علماء الفيزياء قبول هذا.

3. مبدأ تشغيل محرك EmDrive

إنه يعمل ولكن هناك حاجة إلى مزيد من الاختبارات

كان EmDrive في الأصل من بنات أفكار روجر شوير ، أحد أبرز خبراء الطيران في أوروبا. قدم هذا التصميم في شكل وعاء مخروطي الشكل. أحد طرفي الرنان أعرض من الآخر ، ويتم اختيار أبعاده بطريقة توفر صدى للموجات الكهرومغناطيسية ذات الطول المعين. نتيجة لذلك ، يجب أن تتسارع هذه الموجات التي تنتشر نحو النهاية الأوسع وتبطئ في اتجاه النهاية الأضيق (3). من المفترض ، نتيجة اختلاف سرعات الإزاحة الأمامية للموجة ، أنها تمارس ضغطًا إشعاعيًا مختلفًا على طرفي الرنان المعاكسين ، وبالتالي سلسلة غير فارغة تنقل الكائن.

ومع ذلك ، وفقًا للفيزياء المعروفة ، إذا لم يتم تطبيق قوة إضافية ، فلا يمكن زيادة الزخم. نظريًا ، يعمل نظام EmDrive باستخدام ظاهرة الضغط الإشعاعي. قد تعتمد سرعة المجموعة للموجة الكهرومغناطيسية ، وبالتالي القوة الناتجة عنها ، على هندسة الدليل الموجي الذي تنتشر فيه. وفقًا لفكرة Scheuer ، إذا قمت ببناء دليل موجي مخروطي بحيث تختلف سرعة الموجة عند أحد طرفيه اختلافًا كبيرًا عن سرعة الموجة في الطرف الآخر ، فعندئذٍ من خلال عكس هذه الموجة بين الطرفين ، ستحصل على فرق في ضغط الإشعاع ، أي. قوة كافية لتحقيق الجر. وفقا لشاير ، لا ينتهك EmDrive قوانين الفيزياء ، ولكنه يستخدم نظرية أينشتاين - المحرك في إطار مرجعي مختلف عن الموجة "العاملة" بداخله.

حتى الآن ، لم يتم بناء سوى المباني الصغيرة جدًا. نماذج أولية من EmDrive بقوة جر تصل إلى مستوى ميكرونيوس. قامت مؤسسة بحثية كبيرة إلى حد ما ، جامعة Xi'an Northwest Polytechnic الصينية ، بتجربة محرك نموذجي بقوة دفع تبلغ 720 ميكرون (ميكرون نيوتن). قد لا يكون الأمر كثيرًا ، لكن بعض محركات الدفع الأيونية المستخدمة في علم الفلك لا تولد المزيد.

4. اختبار EmDrive 2014.

إصدار EmDrive الذي تم اختباره بواسطة NASA (4) هو عمل المصمم الأمريكي Guido Fetti. أكد اختبار الفراغ للبندول أنه يحقق قوة دفع تبلغ 30-50 N. مختبر إيجل وركس ، الموجود في مركز ليندون بي.جونسون للفضاء في هيوستن ، أكد عمله في فراغ. يشرح خبراء ناسا تشغيل المحرك من خلال التأثيرات الكمومية ، أو بالأحرى ، من خلال التفاعل مع جزيئات المادة والمادة المضادة التي تنشأ ثم تفنى بشكل متبادل في الفراغ الكمومي.

لفترة طويلة ، لم يرغب الأمريكيون في الاعتراف رسميًا بأنهم لاحظوا قوة الدفع التي تنتجها EmDrive ، خوفًا من أن تكون القيمة الصغيرة الناتجة ناتجة عن أخطاء القياس. لذلك تم تنقيح طرق القياس وتكررت التجربة. فقط بعد كل هذا ، أكدت وكالة ناسا نتائج الدراسة.

ومع ذلك ، كما ذكرت International Business Times في مارس 2016 ، قال أحد موظفي ناسا الذين عملوا في المشروع إن الوكالة تخطط لتكرار التجربة بأكملها مع فريق منفصل. سيسمح لها ذلك باختبار الحل أخيرًا قبل أن تقرر استثمار المزيد من الأموال فيه.