Нарушающий законы физики создан двигатель работающий без топлива


Двигатель, нарушающий законы физики: будущее наступило сегодня

Китайские инженеры построили и успешно протестировали электромагнитный двигатель, опровергающий принципы известной нам физики. Это может стать началом эпохи великих космических открытий и колонизации Солнечной системы, о которой так долго мечтали астрономы всего мира.

На этой неделе мировое научное сообщество всколыхнула неожиданная новость. Китайские ученые официально опубликовали экспериментальные доказательства того, что электромагнитный двигатель EmDrive на самом деле работает. Уникальная установка способна, к примеру, двигать в вакууме космический корабль… не используя топливо. Так почему же многие ученые считали (а некоторые продолжают считать до сих пор), что это изобретение — чистой воды шарлатанство?

Как работает EmDrive

Орбитальная станция «Тяньгун-2», на которой пройдут испытания ЭМ двигателя

Впервые концепция электромагнитной двигательной установки была опубликована еще в далеком 2002 году британской исследовательской компанией Satellite Propulsion Research, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Тогда же общественности был представлен и первый действующий прототип устройства. Да-да, именно знаменитые «британские ученые» изобрели фантастический двигатель, вызвавший волну скепсиса со стороны научного сообщества.

Дело в том, что EmDrive бросает вызов всем существующим законам физики (об этом мы уже писали год назад). Его конструкция представляет собой магнетрон, генерирующий микроволны, а также резонатор высокой добротности — металлическое «ведро», ловушку для микроволн в форме герметичного конуса. Магнетрон (в повседневной жизни именно он обеспечивает работу микроволновых печей) связан с резонатором высокочастотной линией передачи, то есть обычным коаксиальным кабелем. Поступая в резонатор, ЭМ волна излучается в стороны обоих торцов с одинаковой фазовой скоростью, но с разной групповой скоростью — именно этим, по мнению создателя, и обусловлен эффект.

В чем состоит различие между этими двумя скоростями? Попадая в замкнутое пространство, электроны начинают распространяться в нем, отражаясь от внутренних стенок резонатора. Фазовая скорость — это скорость относительно отражающей поверхности, которая, по факту, определяет скорость перемещения электронов. Поскольку электроны попадают в камеру в из одного и того же источника, эта величина и в самом деле едина для всех. Групповая скорость, в свою очередь, представляет собой скорость электронов относительно торцевой стенки и возрастает по мере движения от узкой к широкой части конуса. Таким образом, по мнению Шойера, давление ЭМ волны на широкую стенку резонатора больше, чем на узкую, что и создает тягу.

Двигатель против ньютоновской физики

Так почему же ученые с этим не согласны? Основной претензией физиков является то, что принцип работы описываемой конструкции прямо противоречит третьему закону Ньютона, который гласит, что «действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны». Говоря проще, в привычном нам пространстве на каждое действие приходится противодействие, равное по силе, но противоположное по направлению. Этот принцип объясняет причину работы всех современных двигателей, от реактивных (газ подается назад, что двигает машину вперед) до ионных (пучок заряженных атомов движется в одну сторону, а корабль в другую). У EmDrive выбросов же попросту… нет.

Некоторые любители собирали миниатюрную копию EmDrive прямо у себя дома

Кроме того, неучтенными остаются еще несколько не столь важных параметров. К примеру, автор концепции не учел то, что ЭМ волна оказывает давление не только на торцевые, но и на боковые стенки резонатора. После критики в свой адрес Шойер опубликовал нерецензированную работу с объяснениями своей точки зрения, но, по мнению экспертов, теория радиационного давления сложнее представленной им теории.

Технологии на грани фантастики

В 2013 году двигателем заинтересовалось NASA. Неудивительно: если EmDrive и в самом деле работает так, как заявлено, то это станет настоящей революцией в сфере космических перелетов. Устройство испытывали в лаборатории Eagleworks в космическом центре имени Джонсона. Работы проводились под руководством Гарольда Уайта, и в их ходе был получен аномальный результат — тяга величиной около 0,0001 Н. Уайт считает, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума. Условия для испытаний были выбраны щадящие, в 50 раз меньше по мощности, чем опыты самого Шойера. Они проходили на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в десятки микроньютонов, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали при комнатной температуре воздуха и нормальном атмосферном давлении.

Сегодня телеканал CCTV-2 сообщил, что китайские инженеры не только успешно испытали новый двигатель в космической лаборатории «Тяньгун-2» в декабре прошлого года, но и представили материалы, демонстрирующие схему и работу EmDrive. В ближайшее время установка отправится в космос и будет испытана в реальных условиях. Ли Фенг, главный конструктор, объяснил, что перед запуском на космический аппаратов технологии придется пройти модернизацию. К примеру, для того, чтобы удержать аппарат на орбите, требуется мощность тяги от 100 мH до 1H, а текущая конструкция не позволяет выжать из двигателя такую мощность. Кроме того, размещение двигателя в той или иной части теоретического спутника также повлияет на его нагрев и силу тяги.

В NASA уверены, что при расчетной тяге в 1,2 мН установка сможет добраться до края Солнечной системы всего за несколько месяцев. Если испытания пройдут успешно, колонизация Марса перестанет быть мечтой и станет реальностью, которая уже в ближайшее время позволит человечеству освоить ближайшие к Земле планеты и крупные астероиды.

www.popmech.ru

Техника: Наука и техника: Lenta.ru

Обычная ракета приводится в движение за счет реактивной тяги, возникающей вследствие потери аппаратом части своей массы. Однако двигатель EmDrive создает тягу, но не производит выбросов каких-либо частиц. Это означает, что он нарушает закон сохранения импульса. Предложено немало объяснений физических принципов работы этого устройства. «Лента.ру» рассказывает о двух последних.

Двигатель EmDrive представляет собой устройство из магнетрона (генерирующего микроволны) и резонатора (накапливающего энергию их колебаний). Внешне агрегат напоминает положенное на бок ведро. Такая конструкция позволяет, по словам создателей, преобразовывать излучение в тягу. Развиваемая EmDrive тяга имеет порядок долей микроньютона или миллиньютона. Из резонатора двигателя при его работе не зафиксированы выбросы фотонов или других частиц — то, что объяснило бы возможное появление тяги и выполнение закона сохранения импульса.

Прототип силовой установки впервые продемонстрировал в 2002 году инженер Роджер Шойер. С тех пор EmDrive привлек внимание многих ученых, инженеров и энтузиастов. Большинство экспериментов обнаружило небольшую тягу и не смогло подтвердить или опровергнуть работоспособность агрегата. Это связано с предельной точностью измерений тяги и недостаточным учетом флуктуаций (в том числе тепловых).

Cвою версию объяснения работы двигателя EmDrive предложил физик Майкл Маккалош из Плимутского университета (Великобритания). Ученый предположил существование модифицированной массы фотона, обусловленной эффектом Унру — появлении теплового излучения в ускоренно движущейся системе отсчета при его отсутствии в инерциальной (то есть движущейся равномерно и прямолинейно, в частности, покоящейся). Это явление носит квантовый характер, связано с перестройкой физического вакуума и является, по-видимому, единственным приемлемым объяснением механизма излучения черных дыр, впервые описанного Хокингом.

Материалы по теме

00:01 — 11 апреля 2016

У основания резонатора излучение Унру имеет меньшую длину волны, а у вершины — большую. Эта разница обусловлена различием эффективных масс фотонов. К движению полости EmDrive в направлении ее вершины, по мнению Маккалоша, приводит именно закон сохранения импульса. Физик привел расчеты тяги, которую способен развивать EmDrive согласно представленной им теории. Предсказываемые ею значения тяги составляют 3.8, 149, 7.3, 0.23, 0.57, 0.11, 0.64 и 0.02 миллиньютона. По порядку это совпадает со значениями, измеренным ранее другими специалистами в ходе экспериментов с EmDrive (16, 147, 9, 0.09, 0.05, 0.06, 0.03, и 0.02 миллиньютона).

Кроме того, что работа Маккалоша позволяет получить порядки значений тяги EmDrive, она предполагает два опыта, позволяющие проверить справедливость теории ученого. Во-первых, в случае, если длина оси полости равна диаметру малого основания (вершины), то развиваемая EmDrive тяга будет иметь противоположное направление. Во-вторых, введение диэлектрика в полость повышает тягу.

Демонстрационный образец EmDrive развивает тягу 96 миллиньютонов при входной мощности 334 ватт

Гипотеза Маккалоша использует собственную теорию о ненулевой инертной (то есть обусловленной не тяготением, а движением) массе фотона. Кроме того, в работе ученого предполагается, что скорость света внутри полости меняется (по крайней мере, эффективно). Эти предположения противоречат современной физике и, вероятно, с трудом найдут понимание ученых.

Другое объяснение работы EmDrive предложили финские физики. Возникновение тяги в двигателе они объяснили деструктивной интерференцией микроволн (то есть их гашением — наложением колебаний с противоположными фазами). Это приводит к выделению из множества всех частиц в резонаторе EmDrive пар фотонов, находящихся в противофазе друг с другом. Они, по мнению ученых, и уносят импульс в сторону, обратную к наблюдаемому в экспериментах движению агрегата.

Взаимодействие таких фотонов приводит к появлению электромагнитной волны с нулевой поляризацией, которая тем не менее переносит импульс. Природу явления удобно пояснить на примере деструктивной интерференции волн на поверхности воды. В этом случае минимум одной волны накладывается на максимум другой, и, несмотря на наличие волн, на поверхности воды их не заметно. В случае, рассматриваемом финнами, возникает ситуация, когда в полости как будто нет электромагнитных волн (они гасят друг друга), но есть движение фотонов (а значит, и перенос импульса).

Проверить наличие волн в EmDrive, по мнению физиков, можно, однако это потребует слишком тонких экспериментов все с той же интерференцией. По мнению ученых, тягу производят волны, длина которых не кратна расстоянию между стенками полости. Направление тяги определяется асимметричной геометрией полости EmDrive. Если бы она была симметричной (например, строго цилиндрической, а не конусообразной), тяги бы не возникло. Ученые отмечают, что любая асимметричная полость EmDrive способна воспроизвести тягу. В этом смысле работа финских физиков подтверждает выводы Маккалоша о важности геометрии резонатора для создания тяги двигателя.

Ее величина не может превышать значения, определяемого разностью объемной плотности энергий микроволн внутри полости и вакуума вне ее. КПД двигателя зависит нелинейным образом от мощности микроволнового источника, а также формы и материала полости EmDrive. Ученые осторожно отмечают, что их объяснение работы EmDrive наверняка не является окончательным и следует из переосмысления представлений о физическом вакууме (все том же эффекте Унру), правда, не столь радикального, как у Маккалоша.

Несмотря на ничтожно малую тягу, двигатель EmDrive позволил бы небольшому космическому кораблю достигнуть края Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев. В случае работоспособности агрегата он бы позволил за короткое время и небольшие деньги детально исследовать все планеты и их спутники.

Материалы по теме

00:06 — 18 апреля 2016

Экспериментальные проверки EmDrive не позволяют сделать однозначных выводов о работоспособности двигателя.

Испытания EmDrive, проведенные в июне 2015 года Мартином Таймаром из Германии, не подтвердили и не опровергли работоспособность силовой установки. Инженер Пол Март из Космического центра Джонсона НАСА в октябре того же года заявил о работоспособности двигателя.

Публикации статей об агрегате в рецензируемых научных журналах сопряжена с трудностями, связанными с недостаточной экспериментальной проверкой агрегата и сомнительными теоретическими объяснениями принципов его работы.

lenta.ru

Наука: Наука и техника: Lenta.ru

Видео: tokamac / YouTube

Китайский телеканал CCTV-2 сообщил о создании учеными КНР рабочего образца двигателя EmDrive, действие которого до сих пор не получило объяснения в рамках законов сохранения. Соответствующее видео доступно на сайте Daily Mail.

В ролике не сообщаются технические подробности. Заявляется, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе. Издание оценило ролик как «пропагандистский», один из пользователей Reddit назвал соответствующее направление исследований «новой лысенковщиной».

В декабре 2016 года китайские ученые заявили, что прототип EmDrive прошел испытания на борту космической лаборатории Tiangong-2. Тогда подробностей также не сообщалось.

Двигатель EmDrive представляет собой устройство из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает положенное на бок ведро. Такая конструкция позволяет, по словам инженеров, преобразовывать излучение в тягу, что не находит объяснений согласно законам сохранения. Силовая установка на основе EmDrive позволила бы достичь края Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев.

Материалы по теме

00:07 — 31 октября 2016

В ноябре 2016 года группа ученых из НАСА опубликовала статью об EmDrive в реферируемом научном журнале. Там сообщается, что EmDrive в вакууме развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. Рецензенты не смогли найти ошибок в конструкции испытательного стенда и агрегата, а авторы работы — обратной силы, отвечающей на развиваемую EmDrive реактивную тягу, которая должна присутствовать в соответствии с законом сохранения импульса.

Законы сохранения являются следствием свойств симметрии пространства-времени. Например, закон сохранения импульса есть отражение однородности пространства — равноправности его свойств вне зависимости от выбранной в нем точки, а закон сохранения энергии — однородности времени.

lenta.ru

Китайцы протестировали двигатель нарушающий законы физики

Год назад мы с вами обсуждали планы Китая отправить "волшебный двигатель" в космос. И вот случилось.

На этой неделе мировое научное сообщество всколыхнула неожиданная новость. Китайские ученые официально опубликовали экспериментальные доказательства того, что электромагнитный двигатель EmDrive на самом деле работает. Уникальная установка способна, к примеру, двигать в вакууме космический корабль… не используя топливо.

Так почему же многие ученые считали (а некоторые продолжают считать до сих пор), что это изобретение — чистой воды шарлатанство?

Впервые концепция электромагнитной двигательной установки была опубликована еще в далеком 2002 году британской исследовательской компанией Satellite Propulsion Research, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Тогда же общественности был представлен и первый действующий прототип устройства. Да-да, именно знаменитые «британские ученые» изобрели фантастический двигатель, вызвавший волну скепсиса со стороны научного сообщества.

Дело в том, что EmDrive бросает вызов всем существующим законам физики. Его конструкция представляет собой магнетрон, генерирующий микроволны, а также резонатор высокой добротности — металлическое «ведро», ловушку для микроволн в форме герметичного конуса. Магнетрон (в повседневной жизни именно он обеспечивает работу микроволновых печей) связан с резонатором высокочастотной линией передачи, то есть обычным коаксиальным кабелем. Поступая в резонатор, ЭМ волна излучается в стороны обоих торцов с одинаковой фазовой скоростью, но с разной групповой скоростью — именно этим, по мнению создателя, и обусловлен эффект.

В чем состоит различие между этими двумя скоростями? Попадая в замкнутое пространство, электроны начинают распространяться в нем, отражаясь от внутренних стенок резонатора. Фазовая скорость — это скорость относительно отражающей поверхности, которая, по факту, определяет скорость перемещения электронов. Поскольку электроны попадают в камеру в из одного и того же источника, эта величина и в самом деле едина для всех. Групповая скорость, в свою очередь, представляет собой скорость электронов относительно торцевой стенки и возрастает по мере движения от узкой к широкой части конуса. Таким образом, по мнению Шойера, давление ЭМ волны на широкую стенку резонатора больше, чем на узкую, что и создает тягу.


Двигатель против ньютоновской физики

Так почему же ученые с этим не согласны? Основной претензией физиков является то, что принцип работы описываемой конструкции прямо противоречит третьему закону Ньютона, который гласит, что «действию всегда есть равное и противоположное противодействие, иначе — взаимодействия двух тел друг на друга между собою равны и направлены в противоположные стороны». Говоря проще, в привычном нам пространстве на каждое действие приходится противодействие, равное по силе, но противоположное по направлению. Этот принцип объясняет причину работы всех современных двигателей, от реактивных (газ подается назад, что двигает машину вперед) до ионных (пучок заряженных атомов движется в одну сторону, а корабль в другую). У EmDrive выбросов же попросту… нет.

Кроме того, неучтенными остаются еще несколько не столь важных параметров. К примеру, автор концепции не учел то, что ЭМ волна оказывает давление не только на торцевые, но и на боковые стенки резонатора. После критики в свой адрес Шойер опубликовал нерецензированную работу с объяснениями своей точки зрения, но, по мнению экспертов, теория радиационного давления сложнее представленной им теории.


Технологии на грани фантастики

В 2013 году двигателем заинтересовалось NASA. Неудивительно: если EmDrive и в самом деле работает так, как заявлено, то это станет настоящей революцией в сфере космических перелетов. Устройство испытывали в лаборатории Eagleworks в космическом центре имени Джонсона. Работы проводились под руководством Гарольда Уайта, и в их ходе был получен аномальный результат — тяга величиной около 0,0001 Н. Уайт считает, что такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума. Условия для испытаний были выбраны щадящие, в 50 раз меньше по мощности, чем опыты самого Шойера. Они проходили на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в десятки микроньютонов, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали при комнатной температуре воздуха и нормальном атмосферном давлении.

Сегодня телеканал CCTV-2 сообщил, что китайские инженеры не только успешно испытали новый двигатель в космической лаборатории «Тяньгун-2» в декабре прошлого года, но и представили материалы, демонстрирующие схему и работу EmDrive. В ближайшее время установка отправится в космос и будет испытана в реальных условиях. Ли Фенг, главный конструктор, объяснил, что перед запуском на космический аппаратов технологии придется пройти модернизацию. К примеру, для того, чтобы удержать аппарат на орбите, требуется мощность тяги от 100 мH до 1H, а текущая конструкция не позволяет выжать из двигателя такую мощность. Кроме того, размещение двигателя в той или иной части теоретического спутника также повлияет на его нагрев и силу тяги.

В NASA уверены, что при расчетной тяге в 1,2 мН установка сможет добраться до края Солнечной системы всего за несколько месяцев. Если испытания пройдут успешно, колонизация Марса перестанет быть мечтой и станет реальностью, которая уже в ближайшее время позволит человечеству освоить ближайшие к Земле планеты и крупные астероиды.

[источники]источники
https://www.popmech.ru/technologies/386632-dvigatel-narushayushchiy-zakony-fiziki-budushchee-nastupilo-segodnya

masterok.livejournal.com

Инженер NASA смоделировал двигатель, который нарушает законы физики (но это не точно)


Источник: Wikimedia

Инженер Центра космических полетов имени Маршалла NASA Дэвид Бёрнс предложил концепцию нового двигателя, который не использует реактивную тягу и, в теории, нарушает закон сохранения импульса. Проект опубликован на сервере NASA для технических отчетов.

В общих чертах проект Бёрнса представляет собой цилиндр с сильным магнитным полем, внутри которого движется кольцо ионов. В одной части цилиндра ускоритель должен разгонять ионы до околосветовой скорости, а в другой — замедлять. При этом ионы ударяются о стенки цилиндра. В классической физике такие удары не приводили бы к росту импульса, однако Бернс обращается к Специальной теории относительности: из-за близости к скорости света масса ионов будет возрастать. В итоге, импульс при ударе с одной стороны будет значительно сильнее и система будет в целом ускоряться.

Бернс предложил модель двигателя с магнитным полем силой 13Т и ускорителем на 160 МВт. По его плану, затраченную энергию можно будет восполнять при замедлении ионов.

Мартин Таймар из Технического университета Дрездена критически оценил идею «невозможного» двигателя:

«Бернс работал над своим дизайном в частном порядке, без какой-либо поддержки со стороны НАСА, и он признает, что его концепция в целом неэффективна. Тем не менее, он предположил, что есть потенциал, чтобы сохранить большую часть энергии, которую ускоритель теряет при нагревании и излучении».

Таймар упомянул, что проект Бернса может столкнуться с проблемами, которые возникали у другого «невозможного» двигателя EmDrive. EmDrive — установка из магнетрона и резонатора, в котором тяга создается благодаря стоячей волне электромагнитных колебаний. Разработки EmDrive ведутся с 1999 года, однако эксперименты до сих пор не дали подтверждения работоспособности двигателя.
«Насколько мне известно, все инерционные двигательные установки никогда не работали в среде без трения… Эта машина использует СТО, в отличие от других, что усложняет картину, но к сожалению, на каждое действие есть противодействие», — уточняет Таймар.

habr.com

Космос: Наука и техника: Lenta.ru

В сеть утекли вызвавшие ажиотаж черновики статьи НАСА, в которой подтверждается работоспособность спорного двигателя EmDrive, якобы не нуждающегося в топливе. Согласно выводам специалистов из лаборатории Eagleworks, двигатель развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. И работает он, вероятно, на энергии вакуума. Стоит ли этому верить?

Энтузиаст удивительного двигателя Фил Уилсон (Phil Wilson) опубликовал под ником The Traveller об этом пост на форуме сайта НАСА Spaceflight, однако модераторы его удалили, объяснив, что статья должна быть опубликована Американским институтом аэронавтики и астронавтики официально в декабре 2016 года. Однако сайт Next Big Future обеспечил свободный доступ к документам и содержащимся в них схемах, окончательно сделав статью достоянием общественности.

Материалы по теме

00:07 — 31 октября 2016

Специалисты НАСА сообщают об успешном повторении эксперимента, проведенного британским инженером Роджером Шойером в 2006 году. Ему удалось создать вращающийся двигатель, который не производит никаких выбросов, и показать, что устройство подчиняется законам механики Ньютона. По словам разработчика, устройство конвертирует электричество в микроволны, их энергия накапливается в резонаторе, и в результате возникает небольшая тяга. С тех пор ученые бьются над загадкой EmDrive: работает ли он, и если да, то почему? Ведь согласно закону сохранения импульса, тяга возникает за счет реактивной струи. Иными словами, чтобы объект двинулся вперед, надо, чтобы от него что-то отскочило в обратном направлении.

Когда журнал New Scientist впервые опубликовал статью об EmDrive, в редакцию посыпались гневные письма. «Импульс, согласно одному из четырех базовых принципов, сохраняется, и он не может быть вновь создан или уничтожен. Двигатель нарушает это правило. В традиционных ракетах тяга достигается в соответствии с правилом, поскольку импульсы корабля и выхлопной струи, двигающиеся в противоположных направлениях, компенсируют друг друга», — указал изданию один из читателей.

Однако те, кто пытается разобраться в принципах работы двигателя, считают, что в нем закон сохранения импульса сохраняется, просто объяснить, как это получается, довольно сложно. Так, Майкл Маккалош из Плимутского университета (Великобритания) допускает существование фотонов, обладающих массой, а также изменение скорости света внутри устройства. Другая гипотеза говорит о гашении микроволн, в результате чего рождаются пары фотонов, переносящих импульс. Подобное может происходить только в конусовидных полостях. Однако эти предположения выходят за рамки современных представлений о физике и вряд ли смогут убедить других специалистов.

Эксперименты с EmDrive, проведенные в июне 2015 года Мартином Таймаром из Германии, не подтвердили и не опровергли работоспособность силовой установки. Однако в статье НАСА утверждается, что инженеры добились положительного результата.

В исследовании использовался крутильный маятник — алюминиевая конструкция, установленная на скользком столе в вакуумной камере. Такое устройство способно измерять даже очень слабую тягу. На одном плече маятника был EmDrive, и он в результате серии тестов при 40, 60 и 80 ватт показал силу в 1,2 миллиньютона на киловатт в вакууме. Проверки не выявили никаких неучтенных источников движения, однако специалисты признали необходимость дополнительных исследований, чтобы исключить искажения со стороны такого фактора, как тепловое расширение.

Испытания двигателя в лаборатории НАСА

Чтобы объяснить полученные результаты, авторы статьи обратились к почти забытой теории волны-пилота. Эта теория пытается объяснить с точки зрения классической физики такие понятия, как коллапс волновой функции и парадокс кота Шредингера. Иными словами, вся неопределенность возникает из-за того, что наблюдателю неизвестны положение и импульсы частиц. Классического объяснения удостоились и постоянная Планка, и эффект Казимира, а также основное состояние водорода и многое другое.

Современная физика приняла на вооружение копенгагенскую интерпретацию квантовой механики, утверждающую, что неопределенность не зависит от наблюдателя. Однако физики Коудер и Форт еще в 2006-м показали, что капли воды могут вести себя подобно квантовым объектам. Так, капля, непрерывно отскакивающая от тонкого слоя жидкости при определенной частоте и двигающаяся в случайном направлении, создает узор из концентрических волн, сопровождающий каплю по всему ее пути. С помощью подобной системы удалось воспроизвести эксперимент с двумя щелями, туннелирование и другие квантовые феномены.

Эксперимент Роджера Шойера в 2006 году

Возможно, квантовые флуктуации (виртуальные частицы) являются волнами, которые «следуют» за реальными частицами. Из этого, например, следует, что семь энергетических уровней атома водорода могут рассматриваться в качестве волн в квантовом вакууме. Ученые в статье приходят к выводу, что квантовый вакуум — среда, поддерживающая акустические осцилляции, а составляющие любой такой среды способны обмениваться импульсом. Значит, над вакуумом можно совершать работу и извлекать ее из него, что и делает двигатель.

Нужно заметить, что сама Eagleworks (также известная как Advanced Propulsion Physics Laboratory), где проводили исследования, — это маленькая научная группа, изучающая различные сомнительные теории, чтобы найти способы разработать новые двигатели для космических аппаратов. Вполне возможно, что статья, прошедшая рецензентов, будет серьезно отличаться от той версии, что доступна сейчас, и выводы сформулируют аккуратнее. В любом случае нужно ждать дальнейшие исследования и эксперименты других научных групп, поскольку статья НАСА сама по себе еще не дает никаких ответов.

lenta.ru

Учёные разоблачили "нарушающий законы физики" ракетный двигатель

Представители научных кругов Дрезденского технического университета провели исследования двигателя EmDrive, который, как заявили его разработчики, действует на принципе, «нарушающем законы физики».

О сути заявления разработчиков: коническая камера-резонатор с магнетроном, генерирующим электромагнитные волны, «способна преобразовать эти волны в тягу». Заявлено, что если подобрать «правильную» геометрию усечённого конуса двигателя, то система начнёт движение в сторону узкой его части благодаря наличию микроволн внутри всей системы. При этом разработчики всякий раз добавляли, что это противоречит законам физики, а именно – закону сохранения импульса, так как нет затрат топлива и нет генерации направленного пучка волн.

Двигатель, как было заявлено, при доведении до «технического совершенства», можно использовать в космических программах.

Дрезденские учёные решили подробно изучить систему EmDrive и в итоге пришли к выводу о том, что никаких нарушений законов физики при работе двигателя нет по той простой причине, что, по сути, нет и самой работы.

Эффект тяги возникает, но, во-первых, он критически минимален, во-вторых, его причиной является не сам EmDrive, а взаимодействие магнитных полей, создающихся током, идущим по кабелям, с магнитным полем Земли.

Результаты исследований опубликованы в SpaceDriveProject.

Из материала:

Несмотря на то, что мы использовали как можно больше скрученных или коаксиальных кабелей, некоторые магнитные поля в конечном итоге просачиваются через наши кабели и разъемы. Учитывая напряженность магнитного поля Земли 48 μT с наклоном 70° в центральной Европе, несколько сантиметров кабелей и ток 2A (аналогично тому, что требуется для питания усилителя), получаем возникновение силы Лоренца, аналогичной нашим наблюдаемым значениям «тяги». Поэтому мы подозреваем, что взаимодействие подачи энергии для усилителя с магнитным полем Земли маскировало любое реальное движение, которое могло быть ниже нашего наблюдаемого значения. В следующей установке мы расширяем наш экспериментальный блок таким образом, чтобы конфигурация полости и усилителя могла быть полностью экранирована листами металла, чтобы значительно уменьшить этот эффект. (...) После нашего улучшения настроек мы попробуем конфигурацию диэлектрического диска, различные геометрии, а также более высокие уровни мощности.

В итоге эксперименты привели к тому, что никакого прорыва в физике конструкция EmDrive не представляет.

Предположение о том, что этот ракетный двигатель в реальности ничего не нарушает или не работает, было высказано ещё осенью прошлого года учёным из США Брайсом Кассенти:

Работа EmDrive нарушает третий закон Ньютона, говорящий о том, что сила не может возникать сама по себе без взаимодействия физических тел. И действие, и противодействие являются прямым результатом работы закона сохранения импульса. Если этот закон будет нарушаться, то тогда вся современная физика, построенная на его базе, будет неправильной. Поэтому многие из нас считают, что все утверждения о работе EmDrive являются продуктом ошибочных замеров.

Результаты исследований эту гипотезу подтвердили. Однако это не снижает интерес специалистов и "любителей" к конфигурации двигателя.

topwar.ru

Китайцы испытали свою «гравицапу» - космический двигатель, нарушающий законы физики

Не должен, но работает

В интернете оживление: британская газета The Daily Mail сообщила, что специалисты Китайской академии космических технологий (China Academy of Space Technology - CAST) и Китайского космического агентства (China's Space Agency), работая под руководством доктора Чен Ю (Dr Chen Yue), построили EmDrive - «невозможный» двигатель, который создает тягу без отброса массы. Якобы это явствует из китайского ролика, который на днях распространил канал CCTV.com, озаглавив его соответствующим образом «Propellantless propulsion: The Chinese EmDrive by CAST scientist Dr Chen Yue, China's Space Agency».

Кадр из китайского ролика: китайцы изучают результаты испытания своего двигателя..

Если верить ролику, то китайцы убедились, что их EmDrive достаточно эффективен и теперь планируют продолжить эксперименты в космосе. Что похоже на правду - в прошлом году на пресс-конференции в Пекине они подтверждали, что уже несколько лет конструируют свой вариант EmDrive, поверив, что он реально способен создавать тягу. Нынешнее достижение — еще одно тому подтверждение. Работы с 2010 года финансирует китайское правительство.

Известно также, что с прототипом «невозможного» двигателя экспериментировал профессор Ян Цзюаня (Professor Yang Juan) из Северо-Западного политехнического университета (Northwestern Polytechnical University — NWPU). И вроде бы получил тягу в почти 100 граммов.

Испытания своего EmDrive проводят в исследовательском центре НАСА (Johnson Space Center in Texas) - конкретно в лаборатории Eagleworks Laboratory (она же Advanced Propulsion Physics Laboratory ). В рецензируемом научном журнале Journal of Propulsion and Power были опубликованы результаты с описанием экспериментов и задокументированным «достижением» - тягой в 1,2 миллиньютона на киловатт. Немного. Но если верить специалистам, и такой хватит, что бы долететь до Марса за 10 недель, а до Луны - аж за 4 часа. Это в разы быстрее, чем на ракете с традиционными двигателями.

Дальнейшие эксперименты в НАСА показали: EmDrive работает и в вакууме. То есть, двигатель и в самом деле можно использовать для привода космических аппаратов.

Двигатели, которые испытывали в НАСА.

Ведро какое-то

Изобрел EmDrive британский ученый Роджер Шойер (Roger Shawyer). В 2000 году он продемонстрировал прототип своего двигателя. У нас его очень быстро окрестили гравицапой — гравицапой Шойера. Ведь этот самый EmDrive позволяет перемещаться в пространстве, ничего из себя не извергая - как аппарат, на котором летали герои фильма «Кин-дза-дза». Подобным образом — без отброса массы - разгоняются и «летающие тарелки» из других фантастических фильмов. Но в реальной жизни все существующие ныне космические двигатели создают тягу, что-то отбрасывая - то ли продукты сгорания топлива, то ли ионы, разогнанные электромагнитным полем.

"Здравомыслящие ученые" в EmDrive не верят. Считают, что он противоречит законам Ньютона. Например, закону сохранения импульса. Стало быть, работать не может. Но двигатель почему-то работает.

Шойер со своим прототипом EmDrive.

«Гравицапа Шорйера» похожа на ведро, закрытое с двух сторон. Внутри - источник СВЧ-излучения. Его создает магнетрон - примерно такой же, который генерирует волны в бытовой микроволновке. И все. Включаешь микроволновку - возникает сила, которая действует по направлению к донышку большей площади.

Сам Шойер полагает, что тяга появляется за счет асимметрии «ведра» - усеченного конуса. Мол, на донышко большей площади микроволны давят сильнее, чем на противоположное. У коллег, поддерживающих изобретателя, - более изощренные объяснения, которые в какой-то мере примиряют гравицапу с Ньютоном.

Принцип работы EmDrive в представлении Шойера.

Невидимый свет

- У EmDrive, конечно же, есть выхлоп, как и у любого другого реактивного двигателя, - уверен один из теоретиков профессор Арто Аннила (Dr Arto Annila, physics professor) из Университета Хельсинки (University of Helsinki), опубликовавший свою гипотезу в журнале AIP Advances.

По мнению ученого, гравицапа отбрасывает фотоны, которые выделяются в результате интерференции волн СВЧ-излучения. Просто их не видно.

Фотоны, вылетевшие наружу, не проявляют себя в виде света, поскольку «гасят» друг друга, находясь в противофазе. Но импульс переносят благодаря появлению невидимой электромагнитной волны - с так называемой нулевой поляризацией. В результате чего тяга и возникает.

Как объясняет профессор, аналогичное явление можно воспроизвести в воде, если пустить волны так, чтобы горб одной накладывался на впадину другой. Процесс идет, но на поверхности волн не видно.

По мнению Аннилы, волны, производящие тягу, действительно, возникают за счет асимметрии корпуса EmDrive. Был бы он ровной трубой, никакая сила не появилась бы.

Есть и более экзотические гипотезы, число которых приближается к десятку. Их авторы грешат то на некий возникающий в ведре "виртуальный плазменный тороид", то на "квантовые колебания вакуума", то на "эфир", от которого двигатель отталкивается, то на экзотические частицы, которые создают тягу, "вылетая непосредственно из ткани пространства-времени".

Пока одни ученые спорят, другие пытаются представить на что будет способен полномасштабный EmDrivе. Расчеты свидетельствуют, что, оснащенный сверхпроводящими магнитами, двигатель "потянет" с силой в 3 тонны на каждый киловатт подводимой электрической энергии. То есть, позволит создавать даже летающие автомобили - как фильме "Пятый элемент".

Разные варианты EmDrive.

Космический корабль, оснащенный "гравицапами Шойера", сможет разогнаться до скорости в 10 процентов от скорости света. Это 30 тысяч километров в секунду - в тысячу раз быстрее, чем сейчас летают самые стремительные земные космические аппараты. Кто знает, вдруг именно EmDrivе сделает реальными межзвездные путешествия. Скажем, до Альфа-Центавра - ближайшей к нам системы - может будут добраться меньше, чем за 100 лет.

Если летать лишь в пределах Солнечной системы, то на борт корабля, оснащенного «невозможными» двигателями, даже топлива брать не придется. СВЧ-излучение можно будет генерировать за счет энергии от солнечных батарей. А для дальних экспедиций, конечно же, потребуются какие-нибудь мощные источники. Например, ядерные реакторы. Или термоядерные - когда-нибудь их же создадут.

EmDrive понесет нас к звездам.

А В ЭТО ВРЕМЯ

Тяп-ляп — и «гравицапа»

Двигатель EmDrive невероятно прост — этим, наверное, и вызывает недоверие в научной среде. Вполне работоспособное «ведро» можно сделать своими руками. Так, к примеру, поступил исследователь-любитель из Румынии Берча Джулиан (Berca Iulian) — спаял дома из медных листов. Испыта и получил тягу. Его видео отчет в YouTube уже посмотрели почти полтора миллиона человек.

Китайцы испытали свою гравицапу - космический двигатель, нарушающий законы физики.

www.kp.ru

Ящик пандоры – Китай создал нарушающий законы физики двигатель

Китайские ученые разработали и собрали уникальный двигатель, принцип работы которого нарушает законы физики.

Двигатель EmDrive был показан в эфире китайских телеканалов, внешне устройство напоминает перевернутое ведро, однако другие технические характеристики изобретения разработчики предпочли оставить в секрете.

По данным РЕН ТВ, двигатель состоит из генерирующего микроволны магнетрона и резонатора, который способен накапливать энергию их колебаний.

Как сообщает телерадиокомпания «Мир», необычная конструкция способна преобразовывать излучение в тягу, что позволяет преодолевать огромные пространства в сжатые сроки.

Предполагается, что ученые из КНР в ближайшее время проведут испытания EmDrive в условиях открытого космоса.

Ранее государственное космическое управление КНР призвало Россию, США и Китай усилить сотрудничество и координацию в сфере исследования внеземного пространства. Как сообщал портал iz.ru, генсек организации Тянь Юйлун призвал страны объединиться, чтобы «продвинуться еще дальше и подняться намного выше».

В ноябре 2016 года группа ученых из НАСА опубликовала статью об EmDrive в реферируемом научном журнале. Там сообщается, что EmDrive в вакууме развивает тягу в 1,2 миллиньютона на киловатт. Рецензенты не смогли найти ошибок в конструкции испытательного стенда и агрегата, а авторы работы — обратной силы, отвечающей на развиваемую EmDrive реактивную тягу, которая должна присутствовать в соответствии с законом сохранения импульса.

ПРИНЦИП РАБОТЫ EMDRIVE

 

Оставив на некоторое время физическую «невозможность» технологии, давайте определимся, что она собой представляет. Итак, EmDrive относится к категории гипотетических машин, использующих в своей работе модель «РЧ тягового полостного резонатора» (RF resonant cavity thruster). Такие устройства работают за счет магнетрона, испускающего микроволны в закрытую металлическую камеру в форме усеченного конуса, которые затем отражаются от ее задней стенки, передавая реактивную тягу аппарату. Опять же, выражаясь обычным языком, тело просто «отталкивается» от самого себя (как всё-таки глупы были люди, не верившие Барону Мюнхгаузену, когда он рассказывал о том, как вытащил себя за волосы из болота).

Такой принцип движения в корне отличается от того, что используют современные космические корабли, сжигающие огромное количество топлива для производства энергии, подымающей в небо массивные аппараты. Одной из метафор, раскрывающих суть «невозможности» такой технологии, может также стать предположение, что сидящий в салоне незаведенного автомобиля водитель способен сдвинуть его с места - всего лишь надавив, как следует, на рулевое колесо.

Несмотря на то, что было проведено несколько успешных тестов экспериментальных прототипов – с очень небольшим, порядка нескольких десятков мкН, выделением энергии (вес мелкой монеты) – итоги ни одного из исследований не были опубликованы в каком-либо рецензируемом журнале. Это значит, что к любым положительным результатом нужно относится с долей здорового скептицизма, который допускает, что зафиксированная тяга могла быть неучтенной силой или ошибкой аппаратуры.

Пока технология не получила соответствующего научного подтверждения, логично было бы предположить, что EmDrive, на самом деле, не работает. Однако есть множество людей, которые опытным путем доказали, что «невозможный» электромагнитный двигатель все-таки работает:

В 2008 году группа китайских ученых Северо-западного политехнического университета во главе с Ян Хуаном (Yang Juan), по их заявлению, подтвердила дееспособность технологии создания тяги за счет электромагнитного резонанса и позднее разработала свою собственную рабочую модель двигателя. С 2012 по 2014 год было проведено несколько удачных тестов, в которых удалось получить тягу силой 750 миллиньютон при затраченных на это 2500 ватт энергии.

В 2014 году исследователи NASA протестировали свою модель EmDrive, причем испытания проходили также и в условиях вакуума. И снова ученые отрапортовали об успешном эксперименте (они зафиксировали тягу в 100 мкН) результаты которого, опять, не были подтверждены независимыми экспертами. В тоже время, другая группа ученых космического агентства весьма скептично отозвалась о работе коллег – однако, ни опровергнуть, ни подтвердить возможность технологии так и не смогла, призвав к проведению более глубоких исследований.

В 2015 году эта же группа NASA протестировала другую версию двигателя Cannae Drive (бывший Q-drive), созданную инженером-химиком Гвидо Фетта (Guido Fetta) и заявила оположительном результате. Практически в одно время с ними, немецкие ученые из Дрезденского технологического университета также опубликовали результаты, в которых предсказуемо подтвердили наличие «невозможной» тяги.

 

И уже в конце 2015, еще один эксперимент от НАСА, проведенный группой Eagleworks (космический центр имени Джонсона) окончательно подтвердил состоятельность технологии. Тестирование проводилось с учетом предыдущих ошибок и, тем не менее, результаты оказались положительными – двигатель EmDrive производит тягу. В то же время, исследователи допускают, что обнаружились новые неучтенные факторы, одним из которых может быть тепловое расширение, ощутимо влияющее на устройство в условиях вакуума. Будет ли передана работа на рассмотрение экспертам или нет, ученые из Исследовательского центра Гленна, Кливленд, штат Огайо, Лаборатории реактивного движения НАСА и Лаборатории прикладной физики университета Джонса Хопкинса уверены, что продолжать эксперименты стоит.

pandoraopen.ru

Двигатель, нарушающий законы физики

История знает много случаев изобретения «вечных двигателей», многие из которых пытались использовать для своего вращения силу притяжения к Земле. Попытки все еще не прекращаются, но, как известно, «вечный двигатель» все же не возможен по причине действия закона сохранения энергии. Однако в начале 21 века был изобретен двигатель, который нарушает один из основных законов физики – закон сохранения импульса. Такой двигатель может генерировать тягу для космического аппарата в вакууме без использования топлива, не «отталкиваясь» ни от чего, не выбрасывая ничего в космос. 

Первый действующий прототип анонсировала  в декабре 2002 года  британская исследовательская компания Satellite Propulsion Research, основанная аэрокосмическим инженером Роджером Шойером. Аппарат был назван EmDrive. С тех пор он подвергался беспощадной критике в научных кругах, т.к. по мнению ученых не имел теоретического обоснования и грубо нарушал законы физики. Принцип работы EmDrive довольно простой. Тяга вырабатывается с помощью образования стоячей волны микроволнового излучения в замкнутом контейнере, подобного тому, которое мы наблюдаем в СВЧ печи. На вид гипотетический двигатель представляет собой ведро с магнетроном внутри. Магнетрон работает от электроэнергии, полученной от солнечных батарей.

 

Изображение: M. Tajmar and G. Fiedler / Institute of Aerospace Engineering, Technische Universität Dresden, 01062 Dresden, German 

Если такой двигатель действительно был бы реализован, то это явилось бы огромным прорывом в аэрокосмическом приборостроении. Как предполагают ученые, EmDrive мог бы добраться до Плутона меньше чем за 18 месяцев, а также исследовать спутники Сатурна всего за три года. 

Со времени создания первого прототипа EmDrive прошло более 10 лет. Аппарат исследовался неоднократно в различных лабораториях, и до сих пор никто не смог экспериментально опровергнуть его действие. Наличие тяги подтверждалось во всех экспериментах. За исследование аппарата взялось даже агентство НАСА.  NASA Eagleworks —исследовательская группа в области двигательных систем под руководством Гарольда Уайта в Космическом центре Джонсона — исследовала EmDrive и представила обнадеживающие результаты испытаний в 2014 году.

Природа наблюдаемой тяги по-прежнему остается неясной, но Уайт предположил, что тяга порождается виртуальными частицами в квантовом вакууме, которые ведут себя как ионы топлива в магнито-гидродинамических двигательных системах, добывающих «топливо» из самой ткани пространства-времени и устраняющих необходимость использования топлива. Хотя многие ученые раскритиковали теоретическую модель Уайта, другие считают, что он хотя бы указывает в правильном направлении. 

Одной из главных претензий к изобретению Роджера Шойлера было то, что его работы не опубликовал ни один рецензируемый журнал. Однако, после положительных опытов в НАСА, критиковать это изобретение становится все сложнее.

 «Впервые в этом участвует кто-то с хорошо оборудованной лабораторией и с мощным бэкграундом, исключающим ошибку в эксперименте, а не инженеры, которые могут бессознательно выдавать желаемое за действительное», — пишет иностранная научная пресса. 

Летом 2015 г. физики из Технического Университета Дрездена провели независимые тесты двигателя EMDrive в высоком вакууме и доложили о результатах испытаний на конференции по реактивному движению 51st AIAA/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference.

Главной целью испытаний было максимально нивелировать все возможные известные эффекты, которые могут формировать дополнительную тягу и не позволяют точно измерить собственную мощность двигателя. Наличие тяги было подтверждено опять. По данным экспериментов получается, что двигатель производит тягу примерно в 20 микроньютонов при мощности магнетрона 700 ватт. Однако исследователи осторожно интерпретируют результаты, уточняя, что не все эффекты, оказывающие влияние на устройство, учтены.

Сейчас действительно еще рано говорить, что НАСА или другие исследовательские группы подтвердили возможность реализации двигателя, подобного EmDrive. Эксперименты продолжаются. Возможно, при попытке объяснить природу тяги, которая не поддается классическим описаниям и законам физики, мы столкнемся с новыми открытиями, позволяющими качественно поменять наше представление о движении в пространстве. 

Недавно в Интернете я наткнулась на один интересный научно-популярный фильм, созданный в 90-х годах прошлого века. Фильм о возможном устройстве материи и возможных способах получения энергии, о которых мы пока можем только мечтать. О мире, где снят запрет на максимальную скорость передвижения. Это конечно фантастика, но что-то в ней есть. Даю ссылку для любознательных. "Путешествие в нано мир">>>

http://emdrive.com/ 

 Nasa validates 'impossible' space drive 

temperatures.ru

Создан двигатель нарушающий законы физики

EmDrive (сокр. «электромагнитный двигатель») использует электромагнитные микроволновые полости для прямого преобразования энергии в тягу без необходимости использовать топливо. Впервые предложенный Satellite Propulsion Research, британской исследовательской компанией, основанной аэрокосмическим инженером Роджером Шойером, концепт EmDrive был ожидаемо отвержен большей частью научного сообщества как нарушающий законы физики, в том числе и закон сохранения импульса.

Тем не менее, NASA Eagleworks под руководством Гарольда Уайта в Космическом центре Джонсона исследовала EmDrive и представила обнадеживающие результаты испытаний в 2014 году на 50-й Joint Propulsion Conference.

Уайт предположил, что тяга EmDrive порождается виртуальными частицами в квантовом вакууме, которые добывают «топливо» из самой ткани пространства-времени и устраняют необходимость использования топлива. Хотя многие ученые раскритиковали теоретическую модель Уайта, другие считают, что он хотя бы указывает в правильном направлении.

Шойера часто отвергали научно-исследовательские учреждения, поскольку у того не было рецензируемых научных публикаций, но у Уайта и Таймара послужной список безупречен, поэтому отказать им из праздного презрения невозможно. Физика — экспериментальная наука, и тот факт, что EmDrive работает, подтвержден в лаборатории. «Впервые в этом участвует кто-то с хорошо оборудованной лабораторией и с мощным бэкграундом, исключающим ошибку в эксперименте, а не инженеры, которые могут бессознательно выдавать желаемое за действительное», — пишет Wired, ссылаясь на работу Таймара.

«Наши измерения подтверждают тягу, ожидаемую из предыдущих заявлений, после тщательного изучения тепловых и электромагнитных помех, — пишут ученые. — В случае успеха, это может произвести революцию в сфере космических путешествий».

Вопреки сенсационным заявлениям, которыми пестрит пресса, EmDrive не является «варп-двигателем» для путешествий быстрее скорости света. Однако он может, если следовать действующим экспериментальным доказательствам, быть революционной разработкой для создания быстрого и дешевого космического транспорта. EmDrive мог бы добраться до Плутона меньше чем за 18 месяцев, а также исследовать спутники Сатурна всего за три года.

«Небольшой ущерб нашим физическим теориям вполне приемлем, если мы получим рабочий космический двигатель», — шутят эксперты. И с этим трудно не согласиться.

fishki.net


Смотрите также



© 2010- GutenBlog.ru Карта сайта, XML.