Χιούστον,
Τέξας
Αν τα
απίθανα ευρήματα επιβεβαιωθούν, οι φυσικοί θα πρέπει να επιστρέψουν στα θρανία:
ερευνητές της NASA αναφέρουν ότι ένας πειραματικός κινητήρας για διαστημικά
σκάφη προσφέρει ώση χωρίς να χρησιμοποιεί κανένα προωθητικό υλικό, κάτι που
δείχνει να παραβιάζει τον τρίτο νόμο του Νεύτωνα και την αρχή διατήρησης της
ορμής.
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα που υπογράφει τη μελέτη, ο «κινητήρας ηλεκτρομαγνητικής ώσης», περισσότερο γνωστός ως EmDrive, δημιουργεί προωστική δύναμη απλά αναγκάζοντας φωτόνια να αναπηδούν μέσα σε έναν κώνο από χαλκό, κλειστό και από τις δύο άκρες.
Τραβηγμένο από τα μαλλιά
Αν σαν φαίνεται ότι κάτι δεν πάει καλά με αυτόν τον μηχανισμό, έχετε απόλυτο δίκιο: το ΕmDrive, εφόσον βέβαια λειτουργεί, θα παραβίαζε τον τρίτο νόμο της κίνησης, σύμφωνα με τον οποίο «για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση».
Θα παραβίαζε επίσης την αρχή διατήρησης της ορμής, σύμφωνα με τον οποία η συνολική ορμή ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή.
Οι δύο αυτοί νόμοι εξηγούν για παράδειγμα το πώς δουλεύουν οι συμβατικοί πυραυλοκινητήρες: τα καυσαέρια ασκούν μια δύναμη προς τα πίσω, και μια ίση αλλά αντίθετη δύναμη ωθεί το σκάφος προς τα εμπρός, διατηρώντας έτσι σταθερή τη συνολική ορμή του συστήματος.
Αυτό όμως δεν θα ίσχυε στον κινητήρα ηλεκτρομαγνητικής ώσης: τίποτα δεν μπαίνει στον χάλκινο κώνο, και τίποτα δεν βγαίνει. Το μόνο που χρειάζεται για τη λειτουργία του είναι ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή των φωτονίων (μικροκυμάτων στη συγκεκριμένη περίπτωση) που αναπηδούν μέσα στον κώνο.
Κατά κάποιον τρόπο, είναι σαν να σπρώχνεις ένα αμάξι απλά χτυπώντας το παρμπρίζ από μέσα, ή σαν να προχωράς τραβώντας τον εαυτό σου από τα μαλλιά.
Η ιδέα του ΕmDive προτάθηκε πριν από περίπου 20 χρόνια από τον βρετανό φυσικό Ρότζερ Σόγιερ. Μέχρι σήμερα όμως δεν υπάρχει απόδειξη ότι λειτουργεί, και πολλοί συνεχίζουν να απορρίπτουν την ιδέα ως ψευδοεπιστήμη.
Το 2008, ερευνητές του Πολυτεχνικού Πανεπιστημίου του Σιαν στην Κίνα ανέφεραν αρχικά ότι το πειραματικό σύστημά τους προσέφερε ώση, αργότερα όμως αναγκάστηκαν να ανακαλέσουν τη μελέτη.
Τώρα είναι η σειρά του Εργαστηρίου Προηγμένων Ερευνών Φυσικής Προώθησης της NASA, το οποίο βρίσκεται στο Διαστημικό Κέντρο «Τζόνσον» και είναι γνωστό και ως Eagleworks. Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύεται στο Journal of Propulsion and Power, το πειραματικό EmDrive προσφέρει ώση 1,2 millinewton για κάθε kilowatt ηλεκτρικού ρεύματος που καταναλώνει. Το νούμερο είναι μικρό, όχι όμως αμελητέο.
Το πείραμα σχεδιάστηκε μάλιστα ώστε αποκλείει μια πεζή εξήγηση που είχε διατυπωθεί, σύμφωνα με την οποία το EmDrive λειτουργεί θερμαίνοντας τον αέρα γύρω του -η δοκιμή της NASA πραγματοποιήθηκε στο κενό.
Πέρα από τη σημερινή Φυσική
Οι ερευνητές του Eagleworks δεν έχουν πειστική εξήγηση για το «απίθανο» αποτέλεσμα, αναφέρονται όμως σε μια θεωρία σύμφωνα με την οποία η μηχανή σπρώχνει προς τα πίσω το «εικονικό πλάσμα κβαντικού κενού», μια θάλασσα από σωματίδια που εμφανίζονται από το πουθενά και αμέσως μετά εξαφανίζονται. Η ύπαρξή του, όμως, δεν έχει αποδειχθεί.
Εξίσου αναπόδεικτες παραμένουν δύο άλλες υποθέσεις -η μία έχει να κάνει με μια μορφή υποθετικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από επιταχυνόμενα σώματα· η δεύτερη αφορά ένα υποθετικό φαινόμενο στο οποίο η ενέργεια που παράγεται από ένα επιταχυνόμενο αντικείμενο αποθηκεύεται μέσα στο ίδιο το αντικείμενο.
Οι ίδιοι οι συντάκτες της νέας μελέτης παραδέχονται πάντως πως τέτοιες ερμηνείες «δεν είναι η κυρίαρχη άποψη στη σημερινή Φυσική».
Σαν καλοί επιστήμονες, παραθέτουν επίσης εννέα πιθανές πηγές λάθους που θα εξηγούσαν τα αποτελέσματα του πειράματος χωρίς να παραβιάζουν νόμους της Φυσικής.
Υπάρχουν εξάλλου πολλά παραδείγματα πειραμάτων που έδειχναν να αψηφούν τις κρατούσες θεωρίες, τελικά όμως αποδείχθηκαν λανθασμένες (πάρτε ως παράδειγμα τα νετρίνα που ταξιδεύουν ταχύτερα από το φως).
Η ελπίδα, ωστόσο, παραμένει: o κινητήρας που δοκίμασε η NASA βασίστηκε σε σχέδιο του ανεξάρτητου ερευνητή Γκίντο Φέτα. Όπως δήλωσε ο ίδιος στο περιοδικό Popular Mechanics, τα αποτελέσματα του τελευταίου πειράματος δικαιολογούν μια δοκιμή του κινητήρα στο Διάστημα.
Προς το παρόν, όμως, το φάντασμα του Νεύτωνα δεν έχει λόγο να ανησυχεί.
Βαγγέλης Πρατικάκης
Σύμφωνα με την ερευνητική ομάδα που υπογράφει τη μελέτη, ο «κινητήρας ηλεκτρομαγνητικής ώσης», περισσότερο γνωστός ως EmDrive, δημιουργεί προωστική δύναμη απλά αναγκάζοντας φωτόνια να αναπηδούν μέσα σε έναν κώνο από χαλκό, κλειστό και από τις δύο άκρες.
Τραβηγμένο από τα μαλλιά
Αν σαν φαίνεται ότι κάτι δεν πάει καλά με αυτόν τον μηχανισμό, έχετε απόλυτο δίκιο: το ΕmDrive, εφόσον βέβαια λειτουργεί, θα παραβίαζε τον τρίτο νόμο της κίνησης, σύμφωνα με τον οποίο «για κάθε δράση υπάρχει μια ίση και αντίθετη αντίδραση».
Θα παραβίαζε επίσης την αρχή διατήρησης της ορμής, σύμφωνα με τον οποία η συνολική ορμή ενός κλειστού συστήματος παραμένει σταθερή.
Οι δύο αυτοί νόμοι εξηγούν για παράδειγμα το πώς δουλεύουν οι συμβατικοί πυραυλοκινητήρες: τα καυσαέρια ασκούν μια δύναμη προς τα πίσω, και μια ίση αλλά αντίθετη δύναμη ωθεί το σκάφος προς τα εμπρός, διατηρώντας έτσι σταθερή τη συνολική ορμή του συστήματος.
Αυτό όμως δεν θα ίσχυε στον κινητήρα ηλεκτρομαγνητικής ώσης: τίποτα δεν μπαίνει στον χάλκινο κώνο, και τίποτα δεν βγαίνει. Το μόνο που χρειάζεται για τη λειτουργία του είναι ηλεκτρική ενέργεια για την παραγωγή των φωτονίων (μικροκυμάτων στη συγκεκριμένη περίπτωση) που αναπηδούν μέσα στον κώνο.
Κατά κάποιον τρόπο, είναι σαν να σπρώχνεις ένα αμάξι απλά χτυπώντας το παρμπρίζ από μέσα, ή σαν να προχωράς τραβώντας τον εαυτό σου από τα μαλλιά.
Η ιδέα του ΕmDive προτάθηκε πριν από περίπου 20 χρόνια από τον βρετανό φυσικό Ρότζερ Σόγιερ. Μέχρι σήμερα όμως δεν υπάρχει απόδειξη ότι λειτουργεί, και πολλοί συνεχίζουν να απορρίπτουν την ιδέα ως ψευδοεπιστήμη.
Το 2008, ερευνητές του Πολυτεχνικού Πανεπιστημίου του Σιαν στην Κίνα ανέφεραν αρχικά ότι το πειραματικό σύστημά τους προσέφερε ώση, αργότερα όμως αναγκάστηκαν να ανακαλέσουν τη μελέτη.
Τώρα είναι η σειρά του Εργαστηρίου Προηγμένων Ερευνών Φυσικής Προώθησης της NASA, το οποίο βρίσκεται στο Διαστημικό Κέντρο «Τζόνσον» και είναι γνωστό και ως Eagleworks. Σύμφωνα με τη μελέτη που δημοσιεύεται στο Journal of Propulsion and Power, το πειραματικό EmDrive προσφέρει ώση 1,2 millinewton για κάθε kilowatt ηλεκτρικού ρεύματος που καταναλώνει. Το νούμερο είναι μικρό, όχι όμως αμελητέο.
Το πείραμα σχεδιάστηκε μάλιστα ώστε αποκλείει μια πεζή εξήγηση που είχε διατυπωθεί, σύμφωνα με την οποία το EmDrive λειτουργεί θερμαίνοντας τον αέρα γύρω του -η δοκιμή της NASA πραγματοποιήθηκε στο κενό.
Πέρα από τη σημερινή Φυσική
Οι ερευνητές του Eagleworks δεν έχουν πειστική εξήγηση για το «απίθανο» αποτέλεσμα, αναφέρονται όμως σε μια θεωρία σύμφωνα με την οποία η μηχανή σπρώχνει προς τα πίσω το «εικονικό πλάσμα κβαντικού κενού», μια θάλασσα από σωματίδια που εμφανίζονται από το πουθενά και αμέσως μετά εξαφανίζονται. Η ύπαρξή του, όμως, δεν έχει αποδειχθεί.
Εξίσου αναπόδεικτες παραμένουν δύο άλλες υποθέσεις -η μία έχει να κάνει με μια μορφή υποθετικής ακτινοβολίας που εκπέμπεται από επιταχυνόμενα σώματα· η δεύτερη αφορά ένα υποθετικό φαινόμενο στο οποίο η ενέργεια που παράγεται από ένα επιταχυνόμενο αντικείμενο αποθηκεύεται μέσα στο ίδιο το αντικείμενο.
Οι ίδιοι οι συντάκτες της νέας μελέτης παραδέχονται πάντως πως τέτοιες ερμηνείες «δεν είναι η κυρίαρχη άποψη στη σημερινή Φυσική».
Σαν καλοί επιστήμονες, παραθέτουν επίσης εννέα πιθανές πηγές λάθους που θα εξηγούσαν τα αποτελέσματα του πειράματος χωρίς να παραβιάζουν νόμους της Φυσικής.
Υπάρχουν εξάλλου πολλά παραδείγματα πειραμάτων που έδειχναν να αψηφούν τις κρατούσες θεωρίες, τελικά όμως αποδείχθηκαν λανθασμένες (πάρτε ως παράδειγμα τα νετρίνα που ταξιδεύουν ταχύτερα από το φως).
Η ελπίδα, ωστόσο, παραμένει: o κινητήρας που δοκίμασε η NASA βασίστηκε σε σχέδιο του ανεξάρτητου ερευνητή Γκίντο Φέτα. Όπως δήλωσε ο ίδιος στο περιοδικό Popular Mechanics, τα αποτελέσματα του τελευταίου πειράματος δικαιολογούν μια δοκιμή του κινητήρα στο Διάστημα.
Προς το παρόν, όμως, το φάντασμα του Νεύτωνα δεν έχει λόγο να ανησυχεί.
Βαγγέλης Πρατικάκης
Newsroom ΔΟΛ
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου