|
Невозможный двигатель всё-таки возможен
|
|
|
|
Журналист Александр Березин рассуждает, какая реальная физика может стоять за фантастическим проектом "невозможного" двигателя EmDrive и почему она может быть связана с историей Вселенной до Большого взрыва.
|
|
|
|
По информации Американского института аэронавтики и астронавтики, издающего журнал Journal of Propulsion and Power, туда принята статья, посвящённая электромагнитным двигателям EmDrive. Больше того, она даже уже прошла учёных-рецензентов, и её опубликуют до конца этого года. Назовём вещи своими именами: эта новость звучит так же, как если бы институт объявил о том, что Земля таки налетела на небесную ось. Сам факт такой публикации является громким скандалом, и вот почему.
|
 |
|
Законы физики беспощадны — чтобы что-то двигалось вперёд, оно должно что-то оттолкнуть назад. Мы отталкиваемся от почвы под ногами, космические корабли — за отсутствием "небесной тверди" — отбрасывают назад топливо. Из-за этого путешествие к Луне пока требует сотен тонн топлива на человека. При таком раскладе про полёты к более дальним телам даже думать страшно. Доставка одного корабля на Марс и обратно стоит, как мегаГЭС. Есть варианты с ядерным реактором, но и он по средствам разве что США, у которых таких технологий пока просто нет. У нас, например, они в куда лучшем виде. Но отсутствуют деньги на реальный полёт к Красной планете даже в таком дешёвом варианте. И до (пока гипотетического) полёта туда американцев они вряд ли появятся.
|
|
|
|
Понятно, что от такой безысходности с дальними космическими полётами некоторые начинают видеть цветные сны наяву. Одним из них был инженер Роджер Шойер. В 2003 году он взял медное ведро, вставил в него магнетрон из бытовой микроволновки и заявил, что создал двигатель, который даёт тягу, не отбрасывая назад вообще ничего. Объяснял он это поначалу тем, что ведро якобы удерживает в себе стоячую волну электромагнитных колебаний в замкнутом резонаторе. Волна, мол, и есть источник тяги. С физической точки зрения это бессмыслица. Попробуйте залезть в надувной бассейн и получить тягу, двигающую бассейн, просто создавая в нём волну.
|
|
|
|
Физики-теоретики только смеялись над такими утверждениями. Однако физики-экспериментаторы решили выйти за пределы простого осмеивания и проверить утверждения Шойера на практике. И тут начались неприятности. Тяга действительно создавалась, и никакие попытки экспериментаторов найти источники ошибки в измерениях не давали результатов. Апофеозом в этом плане стала работа Мартина Таджмара (Martin Tajmar), главы немецкого Института аэрокосмического инжиниринга при Техническом университете в Дрездене. В мире экспериментальной физики этот человек известен как профессиональный "разрушитель легенд", скрупулёзной постановкой и перепроверкой эксперимента способный найти чуть ли не любую ошибку.
|
|
|
|
Когда у него не получилось, забеспокоились даже физики-теоретики. Беспокойство они выразили довольно своеобразно: "EmDrive — полное …" (Шон Кэролл из Калифорнийского технологического). Кое-кто пересилил себя и всё же высказал то же мнение мягче: "Из-за отсутствия теоретического объяснения нарушения закона сохранения импульса рецензенты в журналах не примут такой работы", — настаивал Эрик Дэвис из Института продвинутых исследований в Остине (США).
|
|
|
|
В этом плане то, что работа людей из NASA, посвящённая их испытаниям EmDrive, прошла этап рецензирования в приличном журнале, звучит революционно. Этого бы не случилось, если бы в работе были обнаруживаемые "на бумаге" ошибки. Очевидно, доказательства работоспособности устройства были настолько серьёзны, что даже уважение к закону сохранения импульса не позволило "зарезать" работу. Так что же, закон пора хоронить? Скажем прямо: вряд ли.
|
|
|
|
Пока общепринятых приемлемых с научной точки зрения объяснений работы "невозможного двигателя" нет. В NASA в ответ на вопрос, почему это работает, начинают рассказывать весьма сомнительные вещи. Например, про то, что двигатель "отталкивается" от виртуальных частиц. Да, современная физика считает, что в вакууме постоянно возникают и исчезают виртуальные частицы. Частицы появляются и исчезают так быстро, что их не зарегистрировать. Однако хорошо известный эффект Казимира показывает, что они могут дать реальное притяжение двух близких пластин в пустоте. Одно плохо — к "ведру Шоейра" всё это никак не относится. Виртуальные частицы не имеют чётко заданного места в пространстве, и вкупе с другими факторами это не даёт от них "оттолкнуться".
|
|
|
|
Однако совсем недавно появилось и ещё одно объяснение работы "невозможного двигателя". Выдвинул его Николай Горькавый из Гринвичского института (США), уже известный нам по крайне экзотической гипотезе о возникновении Вселенной. Как мы помним, физик предположил, что в прошлом цикле существования Вселенной та сжималась, пока в ней не слились все чёрные дыры. При каждом цикле слияния пара чёрных дыр теряет 5—15% массы, уходящей в гравитационные волны. Поэтому многократные слияния в "прошлой Вселенной" должны были превратить в волны почти всю её массу. Мироздание, из которого масса так трагически пропала, резко "обеднело" в плане гравитации. Из-за такой "антигравитации" сжатие сменилось расширением — так и возникла наша Вселенная. По гипотезе Горькавого, лишь часть энергии тех реликтовых гравиволн ушла на образование вещества нашей Вселенной, значительная часть всё ещё "бродит" где-то здесь. Не видим мы его лишь потому, что волны эти высокочастотные, а наши детекторы пока умеют регистрировать лишь низкочастотные гравитационные волны.
|
|
|
|
Ну, то есть "умели". По Горькавому, "ведро Шойера" и есть первый случайно построенный детектор реликтовых гравиволн. В рамках его гипотезы уровень энергии реликтового излучения не ограничен "сверху" и может быть очень высок. Учёный полагает, что EmDrive нащупал фон высокочастотных гравиволн и черпает оттуда энергию для своей тяги. Тогда он работает как антенна, которая за счёт резонанса становится чувствительной к колебаниям от реликтовых гравиволн гигагерцовых частот. В таком случае "невозможный двигатель" не закрытая система со "стоячей волной", а открытая, "отталкивающаяся" от волн целого моря гравиволн. Это не значит, что он даст фантастическую тягу: на то, чтобы ввести медный конус в резонанс, также уходит энергия. Да и оптимизировать толком устройство пока никто не пытался (как отладить непонятное?). Но из-за использования внешних волн он действительно не нуждается в выбросе топлива. Если это так, то перспективы подобного двигателя при всей его слабости огромны. По расчётам, земной зонд к Плутону достиг бы этой планеты с EmDrive на борту за 18 месяцев, а не за много лет. Сегодня земной космонавтике путешествия на миллиарды километров за месяцы не могут даже присниться.
|
|
|
|
Пока это единственное объяснение работы EmDrive, не подвергшееся серьёзной теоретической критике. Впрочем, всё ещё может быть впереди — ведь сама гипотеза Горькавого лишь начинает толком обсуждаться в научном сообществе. К счастью, похоже, что есть способ проверить, права она или нет в случае "невозможного двигателя". EmDrive хотят испытать в космосе, на борту небольшого спутника. Такие испытания невозможно будет поставить под сомнение. На Земле регистрацию тяги всегда можно списать на ошибку эксперимента. Но в космосе аппарат либо отклоняется от своей базовой траектории (из точки А в точку Б), либо "стоит" на ней. Если случится первое, взаимодействие с реликтовыми гравиволнами из "прошлой Вселенной" может оказаться не таким уж и экзотическим объяснением "невозможной тяги".
|
|
|
|
https://life.ru/t/%D0%BD%D0%B0%D1%83%D0%BA%D0%B0/899744/nievozmozhnyi_dvighatiel_emdrive_vsio-taki_vozmozhien
|
