O ką, jei „EM-drive“ nepažeidžia fizikos dėsnių? Tyrėjai José Croca ir Paulo Castro iš Lisabonos universiteto mokslo filosofijos centro Portugalijoje mano, kad pilotinės bangos teorija (PBT) ne tik paaiškina paslaptingą „EM drive“ veikimą, bet ir gali padėti jį padaryti dar galingesnį.
O ką, jei „EM-drive“ nepažeidžia fizikos dėsnių?
Nuo „EM drive“ pasirodymo antraštėse, mokslo mylėtojai suko galvas, kaip ši sistema kuria stūmą, nors vienas iš fundamentaliausių fizikos dėsnių – trečiasis Niutono dėsnis – tvirtina, kad tai niekaip „neįmanoma“.
Dabar fizikų komanda pateikė alternatyvų paaiškinimą – pasirodo, „EM drive“ gali veikti, nepažeisdamas jokių mokslo dėsnių, jei pasitelksime keistoką ir dažnai nuvertinamą kvantinės fizikos idėją – pilotinės bangos teoriją.
Priminsime, nagrinėjamos problemos esmę: EM, t. y. elektromagnetinis, variklis kuria stūmą, be jokio kuro ar darbinio kūno. Tai reiškia, kad galėtumėme kilti į kosmosą su daug mažesniu kroviniu – netgi keliama mintis, kad būtų galima nuskrieti į Marsą per 72 dienas.
Bet šis variklis kartu ir glumina, nes trečiasis Niutono dėsnis teigia, kad kiekvienas veiksmas privalo turėti tokio paties dydžio, priešingos krypties atoveiksmį. Taigi, per galą neišmetantis jokio darbinio kūno variklis neturėtų kurti stūmos priešinga kryptimi. Tačiau, kaip pernai parodė NASA recenzuotas darbas, stūma kuriama, bent taip kol kas atrodo. Ir santykinai nemenką stūmą. Tiesiog nežinome, kaip.
Taigi, kalbant apie „EM drive“, arba mūsų fizikos supratimas neteisingas, arba nepastebime didelės galvosūkio dalies. Naujame, „The Journal of Applied Physical Science International“ publikuotame darbe teigiama, kad nepastebime pilotinės bangos teorijos – alternatyvios ir šiek tiek kontroversiškos kvantinės mechanikos interpretacijos.
Tyrėjai José Croca ir Paulo Castro iš Lisabonos universiteto mokslo filosofijos centro Portugalijoje mano, kad pilotinės bangos teorija (PBT) ne tik paaiškina paslaptingą „EM drive“ veikimą, bet ir gali padėti jį padaryti dar galingesnį.
„Išsiaiškinome, kad pritaikius pilotinės bangos teoriją NASA'os „EM drive“ nupjautiniam kūgiui, galime paaiškinti jo kuriamą stūmą be jokio išorinio poveikio sistemai, kaip trečiasis Niutono dėsnis ir reikalauja“, – rašė Castro e. laiške „ScienceAlert“.
Taigi, kas yra pilotinės bangos teorija? Dabar dauguma fizikų laikosi kvantinės mechanikos Kopenhagos interpretacijos, teigiančios, kad dalelės neturi apibrėžtos vietos, kol nėra stebimos. Tuo tarpu PBT sakoma, kad dalelės visada turi tikslią poziciją, bet kad taip būtų, pasaulis taip pat privalo būti keistas kitais aspektais – būtent todėl fizikai šią idėją atmetė.
Tačiau pastaraisiais metais PBT populiarumas auga. Komanda naujausiame straipsnyje parodė, kad šiek tiek pareguliavus, PBT galima būtų taikyti didesniems dalykams. Tarkime, „EM drive“ dydžio. Ir ji galėtų paaiškinti stebimus rezultatus.
Iš esmės, PBT teigia, kad objektas spinduliuoja bangos lauką, ir jis tada traukiamas ten, kur šio lauko intensyvumas, ar energijos tankis didesnis. Taip bangos laukas „pilotuoja“ objektą, iš čia ir pavadinimas.
Modeliuodama, komanda parodė, kas pakankamai galingas ir asimetriškas elektromagnetinis laukas gali veikti kaip pilotinė banga. O būtent tai „EM drive“ ir kuria.
Kadangi „EM drive“ kūgis asimetriškas, jo kuriamas bangos laukas irgi asimetriškas. Todėl „EM drive“ sienelės juda link didesnio intensyvumo, taip sukurdamos stūmą.
Nors tai skamba gan keistai, tokį pat sprendimą pasiūlė ir NASA „Eagleworks“ tyrėjai savo pernai metų straipsnyje, kuriame pranešė apie įrenginio kuriamą stūmą: „Bandymą aprašančiame straipsnyje jėgos aprašymui naudotą fizikos modelį galima priskirti nelokalių paslėptų kintamųjų teorijai, arba trumpiau pilotinės bangos teorijai.“
Lisabonos universiteto tyrėjai savo teorijos su realiu įrenginiu kol kas dar neišbandė.
Jie tik parodė, kad modeliuojant, įmanoma, kad pilotinė banga veda „EM drive“. Bet jie taip pat nurodė, kaip ši idėja galėtų būti išbandyta.
„Kol kas stipriausius empirinius duomenis teikia „EM drive“, – sakė Castro. – Tačiau taip pat sugalvojome eksperimentą, skirtą subkvantinių bangų aptikimui ir moduliavimui.“
Svarbiausia, jei hipotezė bus patvirtinta, tai reikš, kad „EM drive“ nepažeidžia Niutono trečiojo dėsnio. Komanda tiksi, kad tai paskatins rimčiau vertinti įrenginį ir plačiau jį išbandyti.
„EM drive“ yra kosminių variklių ateitis, – sakė jie. – [Nors] iš pradžių jis tikriausiai bus pritaikytas nanopalydovams ar nanodronams, bent jau kol efektą bus galima pritaikyti sunkesniems aparatams.“
Svarbu, kad jei pilotinė banga paaiškina įrenginio kuriamą stūmą, tada ateityje galima tikėtis dar galingesnių stūmos sistemų, ir tam gali pakakti pareguliuoti formą.
„Manėme, kad efektas gali būti sustiprintas, naudojant skirtingas kūgio formas, – sakė Castro. – Tiesą sakant, eksponentinė trimito forma turėtų sustiprinti stūmą.“
Dabar komanda svarsto reiškinio tyrinėjimui eksperimentinį įrenginį pasigaminti patys ir pakvietė visus, susidomėjusius projektu, susisiekti.
O kol kas NASA „Eagleworks“ komanda toliau bando savo įrenginį. Taip pat yra grupių, norinčių išbandyti „EM drive“ kosmose – ar, remiantis kai kuriais gandais, jau tai atlieka – kas išties kartą ir visiems laikams parodytų, ar jis veikia.
Apie paslaptingąjį „EM drive“ dar reikia daug ką išsiaiškinti ir ši tema tebeskaldo mokslo pasaulį. Taps kosminių kelionių ateitimi, ar ne, dar neaišku, bet nors sužinosime daugiau apie mūsų pasaulį valdančią fiziką.
Naujasis tyrimas publikuotas „The Journal of Applied Physical Science International“.
