Dziennikarz Alexander Berezin omawia, jaki rodzaj prawdziwej fizyki może kryć się za fantastycznym projektem „niemożliwego” silnika EmDrive i dlaczego można go powiązać z historią Wszechświata przed Wielkim Wybuchem.
Według American Institute of Aeronautics and Astronautics, który publikuje Journal of Propulsion and Power, artykuł dotyczący silników elektromagnetycznych EmDrive został zaakceptowany. Co więcej, przeszedł nawet przez recenzentów naukowych i zostanie opublikowany przed końcem tego roku. Nazwijmy rzecz po imieniu: ta wiadomość brzmi tak samo, jak gdyby instytut ogłosił, że Ziemia uderzyła w niebiańską oś. Sam fakt takiej publikacji to głośny skandal, a oto dlaczego.
Prawa fizyki są bezlitosne - aby coś ruszyło do przodu, musi coś cofnąć. Odbijamy się od ziemi pod naszymi stopami, statki kosmiczne - przy braku „niebiańskiego firmamentu” - odrzucają paliwo. Z tego powodu podróż na Księżyc nadal wymaga setek ton paliwa na osobę. W tej sytuacji nawet przeraża myślenie o lotach do bardziej odległych ciał. Dostawa jednego statku na Marsa iz powrotem kosztuje jak megaHPP. Są opcje z reaktorem jądrowym, ale tylko w ramach środków Stanów Zjednoczonych, które po prostu nie mają takich technologii. Tutaj na przykład są w znacznie lepszej kondycji. Ale na prawdziwy lot na Czerwoną Planetę nie ma pieniędzy, nawet w tak taniej wersji. A przed (na razie hipotetycznym) lotem Amerykanów tam raczej się pojawią.
Oczywiste jest, że z powodu takiej rozpaczy dalekich lotów kosmicznych niektórzy zaczynają widzieć kolorowe sny w rzeczywistości. Jednym z nich był inżynier Roger Scheuer. W 2003 roku wziął miedziane wiadro, włożył do niego magnetron z domowej kuchenki mikrofalowej i twierdził, że stworzył silnik, który daje ciąg, nie odrzucając niczego z powrotem. Wyjaśnił to początkowo faktem, że wiadro podobno utrzymuje w sobie stojącą falę drgań elektromagnetycznych w zamkniętym rezonatorze. Mówią, że fala jest źródłem ciągu. Z fizycznego punktu widzenia to nonsens. Spróbuj wejść do nadmuchiwanego basenu i uzyskaj siłę, która porusza basen, po prostu tworząc w nim falę.
Fizycy teoretyczni tylko śmiali się z takich stwierdzeń. Jednak fizycy eksperymentalni postanowili wyjść poza proste kpiny i przetestować twierdzenia Scheuera w praktyce. I wtedy zaczęły się kłopoty. Ciąg rzeczywiście został stworzony i żadne próby eksperymentatorów, aby znaleźć źródła błędów w pomiarach, nie przyniosły rezultatów. Apoteozą w tym względzie była praca Martina Tajmara, szefa Niemieckiego Instytutu Inżynierii Lotniczej na Politechnice w Dreźnie. W świecie fizyki eksperymentalnej człowiek ten znany jest jako zawodowy „niszczyciel legend”, skrupulatna organizacja i ponowne sprawdzenie eksperymentu, potrafiąca znaleźć prawie każdy błąd.
Kiedy mu się nie udało, martwili się nawet fizycy teoretyczni. Wyrazili swoje zaniepokojenie w dość szczególny sposób: „EmDrive jest kompletny…” (Sean Carroll z California Tech). Niektórzy przezwyciężyli się, a mimo to łagodniej wyrazili tę samą opinię: „Ze względu na brak teoretycznego wyjaśnienia naruszenia zasady zachowania pędu recenzenci w czasopismach nie zaakceptują takiej pracy” - zapewnił Eric Davis z Institute for Advanced Research w Austin (USA).
Pod tym względem fakt, że praca ludzi z NASA, poświęcona ich testom EmDrive, przeszła recenzję w przyzwoitym magazynie, brzmi rewolucyjnie. Nie miałoby to miejsca, gdyby w pracy wykryto błędy „na papierze”. Oczywiście dowód działania urządzenia był tak mocny, że nawet przestrzeganie prawa zachowania pędu nie pozwalało „zabić” dzieła. Czy więc czas pogrzebać prawo? Spójrzmy prawdzie w oczy: prawie nie.
Jak dotąd nie ma ogólnie przyjętych naukowo akceptowalnych wyjaśnień dla działania „niemożliwego silnika”. NASA w odpowiedzi na pytanie, dlaczego działa, zaczyna mówić bardzo wątpliwe rzeczy. Na przykład o tym, że silnik jest „odpychany” przez wirtualne cząsteczki. Tak, współczesna fizyka uważa, że wirtualne cząstki nieustannie pojawiają się i znikają w próżni. Cząsteczki przychodzą i odchodzą tak szybko, że nie można ich zarejestrować. Jednak dobrze znany efekt Casimira pokazuje, że mogą one naprawdę przyciągać dwie bliskie płytki w pustce. Jedna rzecz jest zła - wszystko to nie ma nic wspólnego z wiadrem Shoeira. Wirtualne cząstki nie mają jasno określonego miejsca w przestrzeni, co w połączeniu z innymi czynnikami nie pozwala im „odpychać się”.
Film promocyjny:
Jednak całkiem niedawno pojawiło się inne wytłumaczenie działania „niemożliwego silnika”. Wysunął go Nikolai Gorkavy z Greenwich Institute (USA), znany nam już z niezwykle egzotycznej hipotezy o pochodzeniu Wszechświata. Jak pamiętamy, fizyk zasugerował, że w ostatnim cyklu istnienia Wszechświata kurczył się, aż połączyły się z nim wszystkie czarne dziury. Z każdym cyklem łączenia, para czarnych dziur traci 5-15% masy, która przechodzi w fale grawitacyjne. Dlatego wielokrotne fuzje w „przeszłym Wszechświecie” powinny zamienić prawie całą jego masę w fale. Wszechświat, z którego masa tak tragicznie zniknęła, ostro „zubożał” pod względem grawitacji. Z powodu tej "antygrawitacji" kompresja została zastąpiona ekspansją - i tak powstał nasz Wszechświat. Zgodnie z hipotezą Gorkavy'ego tylko część energii tych reliktowych fal grawitacyjnych została zużyta na uformowanie się substancji naszego Wszechświata,znaczna część wciąż tu „wędruje”. Nie widzimy tego tylko dlatego, że są to fale o wysokiej częstotliwości, a nasze detektory wciąż są w stanie rejestrować tylko fale grawitacyjne o niskiej częstotliwości.
To znaczy, że „wiedzieli jak”. Według Gorkavy'ego wiadro Scheuera jest pierwszym przypadkowo skonstruowanym reliktowym detektorem fal grawitacyjnych. W ramach swojej hipotezy poziom energii KMPT nie jest ograniczony „z góry” i może być bardzo wysoki. Naukowiec uważa, że EmDrive wyczuł tło fal grawitacyjnych o wysokiej częstotliwości i pobiera stamtąd energię do swojego ciągu. Pracuje wtedy jako antena, która w wyniku rezonansu staje się wrażliwa na oscylacje reliktowych fal grawitacyjnych o częstotliwości gigahercowej. W tym przypadku „niemożliwy silnik” nie jest układem zamkniętym z „falą stojącą”, ale otwartym, „odpychającym” od fal całego morza fal grawitacyjnych. Nie oznacza to, że da fantastyczny ciąg: potrzeba również energii, aby doprowadzić miedziany stożek do rezonansu. I do tej pory nikt nie próbował odpowiednio zoptymalizować urządzenia (jak debugować niezrozumiałe?). Ale dzięki zastosowaniu fal zewnętrznych naprawdę nie musi wyrzucać paliwa. Jeśli tak, to perspektywy takiego silnika, mimo wszystkich jego słabości, są ogromne. Według obliczeń sonda Ziemi do Plutona dotarłaby do tej planety z EmDrive na pokładzie w ciągu 18 miesięcy, a nie wiele lat. Dziś kosmonautyka ziemska nie może nawet marzyć o pokonaniu miliardów kilometrów w miesiącach.
Jak dotąd jest to jedyne wyjaśnienie działania EmDrive, które nie zostało poddane poważnej krytyce teoretycznej. Jednak wszystko może być jeszcze przed nami - w końcu sama hipoteza Gorkavy'ego dopiero zaczyna być właściwie dyskutowana w środowisku naukowym. Na szczęście wygląda na to, że jest sposób, aby sprawdzić, czy ma rację w przypadku „niemożliwego silnika”. Chcą przetestować EmDrive w kosmosie, na pokładzie małego satelity. Takie testy będą niemożliwe do zakwestionowania. Na Ziemi rejestrację ciągu zawsze można przypisać błędowi eksperymentalnemu. Jednak w kosmosie sonda albo odchyla się od swojej podstawowej trajektorii (z punktu A do punktu B), albo „stoi” na nim. Jeśli zdarzy się to pierwsze, interakcja z reliktowymi falami grawitacyjnymi z „minionego Wszechświata” może nie być tak egzotycznym wyjaśnieniem „niemożliwego ciągu”.