Двигатель нарушающий законы физики: Нарушающий законы физики двигатель проверят в Германии

Содержание

почему EmDrive не противоречит законам физики

Китайский телеканал сообщил о создании образца двигателя EmDrive, действия которого якобы нарушают законы физики. Нам в очередной раз пообещали, что на тяге, якобы нарушающей законы сохранения импульса, люди смогут полететь к другим планетам быстрее, чем на ракетах. Далеко ли можно улететь на том, чего нет? И на самом ли деле этой тяги не существует?

Как Лайф уже писал ранее, EmDrive технически является микроволновкой в форме усечённого конуса («ведра»), на узком конце которого находится СВЧ-излучатель. При его включении на стенде регистрируется тяга — 1,2 миллиньютона тяги на киловатт приложенной энергии, как если бы СВЧ-излучатель отталкивался от чего-то. Однако он, очевидно, не отталкивается, потому что с 2014 года испытания проводят в вакууме.

В теории импульс «ведру» может давать факт выброса СВЧ-излучателем электромагнитных волн. Однако такая тяга должна быть в сотни раз меньше, чем 1,2 миллиньютона на киловатт. Опыты с EmDrive проводятся регулярно и в последние несколько лет — уважаемыми и известными учёными-экспериментаторами. В самой новой работе это сделали сотрудники NASA. И результаты их экспериментов довольно однозначные — тяга есть.

Скриншот видео «EmDrive — O motor impossível».

Тяга, возникающая без отталкивания от чего-либо или без выброса назад чего-либо, формально противоречит закону сохранения импульса. И это не просто проблема — это очень большая проблема. В попытке объяснить, как именно появляется «невозможная тяга», та же группа Уайта из NASA попыталась опереться даже на квантовую механику. Увы, безуспешно — их теоретическое объяснение, честно говоря, довольно сомнительное. В научной среде это вызвало понятную реакцию — если даже сами сторонники EmDrive не могут объяснить, как это работает, значит, это не должно работать. Никогда.

«Сначала должна быть теория, и только потом — некие эксперименты под неё»

Эту реакцию условно можно обозначить как «ответ Штерна». Доктор физико-математических наук Борис Штерн так и написал: «Нет никакой необходимости разбираться в устройстве EmDrive. Раз он нарушает закон сохранения импульса — значит, это «бред», который «работает на паразитных эффектах» и может заинтересовать лишь тех, кто нетвёрд в рациональном взгляде на мир. Ерунда и чушь, очевидная ошибка в эксперименте». Слова Штерна не разошлись с делом: «разбираться в устройстве» он не стал. Вместо этого физик отослал читателя к тексту 2014 года, написанному В. Лебедевым. Тот сообщает: «Самое главное — эксперимент группы NASA Уайта проводился не в вакууме». На этом месте текст с критикой Лебедева надо закрывать. Потому что ещё до той публикации сотрудники NASA замерили у «ведра» ту же тягу и в вакууме. Итак, возражения большинства отечественных учёных по этим экспериментам свелись к фразе: «Нет никакой необходимости разбираться в устройстве».

Если вам показалось, что в такой позиции маловато аргументов, зато чересчур много эмоций и эпитетов, то вы не правы. Иные особо респектабельные российские СМИ отписали на эту тему статьи с заголовками «Двигатель — фуфло, автор — чудак». Думаете, пресса хочет заработать популярность жёлтыми заголовками? Зарубежные учёные высказались по этому вопросу ещё эмоциональнее. Чешский физик Любош Имотль назвал авторов последней работы по этой теме «семью имбецилами», а их рецензента — «восьмым имбецилом». Увы, в отношении аргументации по существу он был также скуп, как и его российские коллеги.

Скриншот видео iulian207

То, что у всех групп, которые пытались замерить тягу EmDrive, это получалось, при таком подходе не важно. Теория не допускает явление — значит, его регистрация на практике не может быть верной. У этого подхода есть одна слабость — современная физика так не работает.

Надо ли верить опытам?

Каждый из нас много раз ставил эксперимент, в котором теория важнее экспериментально полученного результата. Попробуйте при восходе Луны оценить её размер, а потом немного подождать и посмотреть на неё же в зените. Видимые размеры небесного тела поменяются в разы. С теоретической точки зрения это бред. Когда естественный спутник у горизонта, расстояние от него до нас растёт на величину радиуса Земли и видимый размер Луны должен уменьшаться на 1,7 процента. Однако что-то внутри нашей головы, напротив, «увеличивает» её в размерах! Стоит ли нам объявить это ошибкой в эксперименте? Бесспорно, стоит. Мы точно знаем, что Луна не раздувается в разы, да и фотоаппараты такого не показывают. Здесь теория права, хотя объяснить, почему наши глаза показывают «резиновую Луну», за 2400 лет изучения вопроса никакая теория пока не смогла.

Проблема заключается в том, что за пределами таких довольно очевидных иллюзий подход «сперва теория» ни на что не годится. В конце XIX века пара американских учёных провела эксперимент по измерению скорости света в разных направлениях. В одном из них скорость движения Земли в пространстве «складывалась» с измеряемой световой, ведь планета летит в космосе с большой скоростью. В те времена теория говорила, что измеряемая скорость света должна от такого складывания изменяться. В опыте никаких изменений не было. Когда Майкельсон и Морли опубликовали результаты эксперимента, практически всё научное сообщество сказало: полученный ими результат — ошибка. Формально оно поступило верно — теории под такой результат тогда не было.

Если бы Б. Штерн и В. Лебедев к тому времени уже родились, они, несомненно, одобрили бы это решение. Ведь если скорость света не меняется, «складываясь» со скоростью движения Земли в космосе, то где-то «пропадает» импульс. А ведь именно за такое нарушение они не любят EmDrive. Лишь спустя десятилетия некто Альберт Эйнштейн выяснил, что теории, существовавшие до него, были неверны для скоростей, близких к скорости света. А вот эксперимент, который Майкельсон и Морли посчитали своей ошибкой, наоборот, оказался верным.

Что бывает с теми, кто в них не верит

В 1970-х годах в СССР проанализировали образцы лунного грунта, доставленные «Луной-24». В грунте нашли воду. Вот только теории того времени не предполагали, что на Луне может быть вода. Поэтому советские учёные в соответствующей публикации сослались на вероятность попадания воды в грунт каким-то неизвестным образом уже на Земле. Через 30 лет дистанционным зондированием выяснилось, что вода на Луне есть и немало. Но отечественных учёных в список её первооткрывателей занести вряд ли получится. Если вы открыли что-то радикально новое, и тут же — чтобы избежать насмешек коллег — сказали, что это может быть ошибкой, то все именно так это и воспримут. Работу никогда не цитировали.

Как мы видим, люди говорящие «сначала теория, а потом эксперимент», часто проходят мимо больших открытий. Поэтому со временем многие стали игнорировать идею о том, что эксперименты и наблюдения верны только тогда, когда они сходятся с теорией. Так случилось в 1998 году: выяснилось, что в самых далёких галактиках сверхновые имеют яркость ниже положенной. Из этого получалось, что скорость расширения Вселенной миллиарды лет назад и сегодня сильно различается — иначе аномалии яркости не объяснить. Замеры оказались теоретическим шоком — ничто в тогдашних теориях не указывало на то, что так вообще может быть.

Скриншот видео AsteronX

К счастью, ни Борис Штерн, ни кто-либо ещё в тогдашнем мире не выступил и не сказал: «Это ошибочные наблюдения». Напротив, физики-теоретики сели, подумали, и хоть и не сразу, но придумали тёмную энергию, «расталкивающую» Вселенную. «Видел» кто-нибудь тёмную энергию, регистрировал её? Нет, более того, её изначально предложили как нечто, чего увидеть нельзя.

О чём нам забыли рассказать в школе

Представьте: ваш ребёнок на уроке посчитал скорость поезда неверно, и у него не получается довести состав из А в Б за положенное по условиям задачи время. Тогда он берёт и пишет: «Поезд был ускорен тёмным локомотивом, не взаимодействующим с электромагнитными волнами и поэтому оставшимся невидимым для составителя условия задачи». Психически нормальный учитель поставит за это двойку. Ибо в школе учат, что все законы физики всегда железно выполняются, а если нет, то ваш ребёнок просто не умеет считать.

А вот учёным за вышеописанное открытие, интерпретированное как тёмная энергия, дали Нобелевку. И правильно сделали. Потому что практика — единственный критерий истинности теории, а никак не наоборот. Школьный учебник упрощает жизнь — эксперименты сходятся с теориями только тогда, когда они верные. Если измерения показывают, что Вселенная расширялась в разное время с разной скоростью, то это научный факт. Мы можем сомневаться в существовании тёмной энергии, предлагая менее загадочные альтернативы. И, более того, регулярно делаем это. Но говорить «ваши измерения сверхновых ерунда, потому что они не соответствуют теории» — это не слишком научная позиция.

Куда упёрся вопрос

Как отметил по этому поводу физик Николай Горькавый, эксперимент на самом деле не может нарушать законы природы. Он происходит в природе, что автоматически «легализует» его результаты. «Вопрос всегда упирается в трактовку эксперимента»,— выступает в роли Капитана Очевидность учёный.

С его точки зрения, существует как минимум одно гипотетическое объяснение наблюдаемого в экспериментах с EmDrive. Несколько огрубляя, «микроволновка в ведре» просто входит в резонанс с гравитационными волнами высокой частоты, которые образовались при коллапсе Вселенной, предшествовавшей нашей. История с этими волнами и прошлой Вселенной настолько увлекательна, что с ней есть смысл ознакомиться отдельно. Коротко отметим, что гравитационные волны, в отличие от той же тёмной материи и тёмной энергии, реально открытый экспериментальный факт. Существуют ли высокочастотные гравиволны и является ли EmDrive их случайно созданным детектором — вопрос пока открытый.

Фото: © wikipedia.org

Практические последствия

В настоящий момент оценить работоспособность двигателя всё еще нельзя. Да, как мы отметили выше, минимум две независимые группы изучали его тягу в вакууме. Мартин Таджмар, делавший это до людей из NASA, — экспериментатор с хорошей репутацией. Если тяга вышла и у него, и у других групп, значит, она существует. Однако полностью исключить наличие паразитных эффектов для такого явления можно лишь одним опытом — в космосе, используя «ведро» для экспериментального перемещения спутника на орбите. В земных условиях почти к любому типу экспериментов можно подобрать возможные паразитные эффекты — их очень трудно исключить полностью даже при отличной организации экспериментов. В космосе же тяга либо есть, либо нет. Известная «гравицапа» российского происхождения на спутнике «Юбилейный» так никуда его и не подвинула. Вероятность того, что EmDrive даёт реальную тягу довольно мала, но, определённо, исключать её не стоит. Что, если…?

Тяга, показываемая «пустым ведром» в последнем опыте, очень мала — всего 1,2 миллиньютона на киловатт прилагаемой мощности. На первый взгляд, это годится, только чтобы двигать песчинки в космосе. Однако в вакууме скорость не гасится трением и при длительном ускорении можно разогнаться довольно сильно. Конечно, российские СМИ сильно поторопились, обещая, что так можно долететь до Марса за 70 дней. Простые расчёты показывают, что даже автоматический зонд с ядерным реактором, питающим EmDrive, на такой тяге долетит до Марса за многие месяцы. Однако при более дальних полётах замены подобному двигателю пока не видно. Ракетные и ионные аналоги быстро исчерпают топливо, выбрасываемое назад.

«Летающее ведро» в такой массе не нуждается, и, например, дальние рубежи Солнечной системы вполне доступны ему в этом столетии. Оно, если верить последним экспериментам, выдаёт примерно в 300 раз больший импульс на киловатт мощности, чем солнечный парус или фотонные двигатели из научной фантастики. Между тем солнечный парус — это самый реалистичный на сегодняшний день вариант звездолёта. Если EmDrive работает, то он сможет доставить зонд к Проксиме Центавра за сотни или даже десятки лет. Пока это единственный потенциально возможный вариант исследования недавно открытой ближайшей планетной системы.

Запатентован нарушающий законы физики двигатель

Дата: 17:48, 01-11-2016.


Ташкент. 1 ноября. УзТАГ – Британский инженер Роджер Шойер запатентовал новую версию двигателя EmDrive, интересного тем, что принципы его работы пока не получили научного объяснения с позиции закона сохранения импульса. Документ, описывающий устройство, доступен на сайте Офиса интеллектуальной собственности Великобритании. Подробнее о новом EmDrive и возможных перспективах его признания научным сообществом рассказывает «Лента.ру».


Концептуально двигатель EmDrive состоит из магнетрона, генерирующего микроволны, и резонатора, накапливающего энергию их колебаний. Внешне агрегат напоминает ведро. Конструкция, предложенная впервые в 1999 году Шойером, позволяет, по его словам, преобразовывать излучение в тягу. Запатентованную инженером модификацию EmDrive отличает то, что у большего основания резонатора есть сверхпроводящая пластина.


Шойер предлагает ее изготавливать из тонкой пленки оксида иттрия-бария-меди – высокотемпературного сверхпроводника с критической температурой минус 180 градусов Цельсия – и размещать на сапфировой подложке, охлаждаемой жидкими азотом, водородом или гелием. По мнению ученого, эта конструкция позволит уменьшить относительно стороннего наблюдателя изменение частоты электромагнитной волны при ее распространении в резонаторе и таким образом увеличить тягу двигателя.


У всех EmDrive есть одна странная особенность – при работе двигателя не фиксируются выбросы фотонов или других частиц из его резонатора, что объяснило бы возникновение тяги в соответствии с законом сохранения импульса. Нарушение этого фундаментального закона физики представляется совсем уж фантастичным.


В соответствии с теоремой Нетер законы сохранения – следствие симметрии пространства-времени. Закон сохранения импульса отражает однородность пространства – равноправность его свойств вне зависимости от выбранной в нем точки, а закон сохранения энергии – однородности времени. Отсутствие теоретического обоснования EmDrive — основное препятствие для его всеобщего признания.


Также мешает крайне малая тяга, развиваемая агрегатом, – на уровне веса комара, доли микроньютона. Не исключено, что это следствие неучтенного взаимодействия или ошибки измерения. Между тем такой тяги достаточно, чтобы достичь окраин Солнечной системы не за несколько десятилетий, а за несколько месяцев.


В 2016-м появились две работы, объясняющие принцип действия EmDrive. Правда, они выходят за рамки общепринятой физики и выглядят подгонкой теории под эксперимент. Обе работы предполагают пересмотр представлений о вакууме. Одна, выполненная физиком Майклом Маккалошем из Плимутского университета (Великобритания), требует наличия массивного фотона и переменной скорости света, другая, опубликованная финскими учеными, — деструктивной интерференции микроволн, гасящей колебания с противоположными фазами.


По Маккалошу массивные фотоны рождаются в результате эффекта Унру – возникновения теплового излучения в ускоренно движущейся системе отсчета. У большего основания резонатора длина волны излучения Унру меньше, у меньшего основания – больше. Это объясняется разницей эффективных масс фотонов.


К движению полости EmDrive в направлении ее вершины, по мнению Маккалоша, приводит именно закон сохранения импульса. Физик привел расчеты тяги EmDrive согласно представленной им теории. Получились значения 3.8, 149, 7.3, 0.23, 0.57, 0.11, 0.64 и 0.02 миллиньютона. По порядку это совпадает с экспериментальными данными — 16, 147, 9, 0.09, 0.05, 0.06, 0.03, и 0.02 миллиньютона.


Финские физики объяснили возникновение тяги в двигателе деструктивной интерференцией микроволн, приводящей к выделению из множества всех частиц в резонаторе EmDrive пар фотонов, находящихся в противофазе друг с другом. Они и уносят импульс в сторону, противоположную наблюдаемому в экспериментах движению агрегата.


По мнению ученых, тягу создают 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. Если длина оси полости равна диаметру малого основания (вершины), то направление тяги будет противоположным. Кроме того, по Маккалошу, введение диэлектрика в полость повышает тягу.


Сам Шойер, возглавляющий компанию Satellite Propulsion Research, в настоящее время работает над беспилотным летательным аппаратом, основанным на EmDrive. Запуск запланирован на 2017 год. По словам Шойера, у беспилотника не будет крыльев и винтов, внешне он будет напоминать автомобиль. В недавнем интервью International Business Times инженер заявил, что к EmDrive проявляют интерес военные из США и Великобритании.


Также эксперименты с EmDrive проводят группы энтузиастов в Великобритании, Германии, США и Китае. В НАСА в Космическом центре Джонсона в Техасе работает группа ученых Eagleworks. На форуме NASA Spaceflight в августе 2016 года сообщили, что они направили на публикацию в рецензируемый Journal of Propulsion and Power статью об EmDrive. В случае успешного рецензирования работа выйдет в свет в декабре 2016-го.

Ссылки по теме

Выступление президента Узбекистана на 75 сессии генеральной ассамблеи ООН

В Узбекистане погиб академик Тура Мирзаев

Экспертное мнение: Узбекистану нужно устранить барьеры на пути движения капитала и осуществления взаимных инвестиций с Казахстаном

Китайцы готовятся испытать нарушающий законы физики двигатель. Ридус

  • Картина дня
  • Наука и техника

143702

  • Алена Филатова, журналист «Ридуса»

© Wikipedia

Китайцы готовятся испытать образец двигателя EmDrive, работа которого нарушает законы физики. Об этом сообщил таблоид Daily Mail, опубликовавший видео об изобретении. Пока известно только, что двигатель в ближайшее время будет испытан в космосе.

EmDrive представляет собой камеру-резонатор, к которой подключен магнетрон — источник микроволнового излучения. Резонатор накапливает энергию колебаний микроволн, и при этом создается тяга, которую невозможно объяснить законом сохранения энергии.

В NASA протестировали EmDrive и пришли к выводу, что устройство действительно вырабатывает «постоянную» тягу вопреки известным законам физики.

Изобретателем двигателя является американский инженер-авиаконструктор Роджер Шоер. О своем изобретении он объявил в 2001 году.

Новости smi2.ru

Картина дня

  • Путин потребовал исправлять все ошибки во время мобилизации
  • Опрос: 81% россиян верят в причастность США к подрыву «Северного потока»
  • Южная Корея заявила, что КНДР запустила баллистическую ракету

1003355читать позжечитаю позже

503136читать позжечитаю позже

  • Путин потребовал исправлять все ошибки во время мобилизации
  • Опрос: 81% россиян верят в причастность США к подрыву «Северного потока»
  • Южная Корея заявила, что КНДР запустила баллистическую ракету

Картина ДняГражданская журналистикаИнтересноеПолезноеРазвлечения

Военные конфликты

В Минобороны РФ назвали задачи, которые поставят перед мобилизованными29 сентября

Они будут действовать в составе подразделений резерва и усиления.

3605260читать позжечитаю позже

Экономика

Оператора «Турецкого потока» досрочно лишили экспортной лицензии29 сентября

К этому привели новые санкции Евросоюза, введенные 18 сентября.

4207785читать позжечитаю позже

гражданская журналиcтика

Право
Общество

Таганрогский дневник мариупольского беженца: начало легализации29 сентября

В этой серии расскажу, как протекает процесс легализации в России.

2509076читать позжечитаю позже

Путешествия
Происшествия

Как меня в Казахстане развели на деньги. Сам виноват29 сентября

Листаю свои старые паспорта, наткнулся на российский…

706560читать позжечитаю позже

Политика
Военные конфликты

«Это не блеф»: что будет, если Москва получит «ядерные гостинцы»28 сентября

Глава России отметил, что в ход пошел и ядерный шантаж.

-31031157читать позжечитаю позже

Общество
Военные конфликты

Неутомимый: на смерть Алексея Журавко26 сентября

Ракета попала в его гостиничный номер в Херсоне.

44016459читать позжечитаю позже

Военное дело

Армейский гайд: вредные советы мобилизованным22 сентября

Рекомендации по пунктам.

31133278читать позжечитаю позже

Никита Ляховецкий
Политолог

Почему правительство Трасс может потерять остатки доверия британцев

201259читать позжечитаю позже

Александр Клюкин
Политолог

Перелетные птицы: кто и куда навострил крылья из России

401323читать позжечитаю позже

Ирина Альшаева
Журналист

Метаморфозы СВО: зачем нужна мобилизация и причем здесь НАТО

-2201171читать позжечитаю позже

интересное

полезное

развлечения

NASA испытывает двигатель, нарушающий законы физики

Концепция не нова. Двигатель, который называется Cannae Drive, хорошо показал себя в прямых испытаниях NASA, отрицая физику.

Cannae Drive построен по работам Роджера Шойера, британского ученого, который задумал так называемый EMDrive. В основе его работы лежит отскакивание микроволн в закрытой камере, которое создает тягу. Шойер так и не нашел того, кто был бы заинтересован в его устройстве, несмотря на многочисленные демонстрации. Его критики просто отрицали устройство, указывая на нарушение закона сохранения движения.

Китайцы тихо испытывают свою версию EMDrive с 72-граммовой тягой, чего достаточно, чтобы вести спутник. Об устройстве просто не сообщают, потому что мало кто верит в саму возможность его существования.

Cannae Drive, по всей видимости, был разработан независимо от EMDrive, хотя работает точно так же. В испытаниях NASA продемонстрировало, что двигатель Cannae был в состоянии создать менее одной тысячной от тяги китайской версии. Но демонстрация показала, что он работает.

NASA — серьезный игрок в области космической науки, поэтому когда команда из агентства представила, что «невозможный» микроволновый двигатель работает, это очень странно: либо результаты ошибочны, либо NASA осуществило серьезный прорыв в сфере космических двигателей.

Британский ученый Роджер Шойер пытался заинтересовать людей в своем EMDrive на протяжении нескольких лет. По его заверениям, EmDrive конвертирует электрическую энергию в тягу, не требует никакого топлива, и всю работу делают микроволны в закрытом контейнере. Он построил ряд демонстрационных установок, но критики стояли на своем: в соответствии с законом сохранения импульса, работать они не могут.

По хорошей научной практике, необходимо было, чтобы третья сторона повторила результаты Шойера. Это произошло: в прошлом году китайская команда инженеров создала свой собственный EmDrive, о котором мы упомянули. Такой двигатель мог бы работать на солнечной энергии, исключая необходимость подачи топлива, которое занимает до половины стартовой массы многих спутников. Китайская работа тоже привлекла немного внимания; похоже, никто на Западе всерьез не верит в такую возможность.

Свой собственный микроволновый двигатель построил и американский ученый Гвидо Фетта, и вот ему как раз удалось убедить NASA испытать его. Результаты оказались положительными.

Команда NASA из Космического центра Джонсона назвала работу «Производство аномальной тяги из радиочастотного устройства, измеренное с помощью низкотягового торсионного маятника». Пять ученых провели шесть дней, создавая испытательное оборудование, а после еще два дня экспериментировали с разными конфигурациями. Испытания включали «нулевое движение», идентичное живой версии, но модифицированное таким образом, что устройство производит нагрузку, которая могла бы проявить некоторый эффект, не связанный с актуальным устройством.

В 90-х годах NASA испытывало то, что можно было бы назвать антигравитационным устройством, основанном на вращающихся сверхпроводящих дисках. Результаты испытаний показывали себя очень хорошо, пока ученые не поняли, что помехи от устройства влияют на измерительные приборы. Это был хороший урок.

Крутильные (торсионные) весы, которые они используют для проверки тяги, были достаточно чувствительны, чтобы обнаружить тягу менее чем в десять микроньютонов, но двигатель на деле произвел от 30 до 50 микроньютонов — меньше одной тысячной от китайских результатов, но определено положительно, несмотря на закон сохранения импульса.

«Результаты испытаний показывают, что проект радиочастотного двигателя с резонирующей полостью, уникального устройства на электроэнергии, производит силу, которую нельзя отнести к любому из известных классических электромагнитных явлений, и, следовательно, может демонстрировать взаимодействие с квантовой вакуумной виртуальной плазмой».

Последняя строка означает, что двигатель может работать, толкая призрачное облако частиц и античастиц, которые постоянно выскакивают на свет и снова исчезают в пустом пространстве. Но команда NASA пытается избежать объяснения своих результатов, просто сообщая о том, что нашла.

Изобретатель двигателя, Гвидо Фетта, назвал его Cannae Drive («Каннский двигатель»), сославшись на битву при Каннах, в которой Ганнибал одержал победу над более сильным римским войском: вы хорошо сражаетесь, оказавшись в трудном положении. Впрочем, как Шойер, Фетта потратил годы, пытаясь убедить скептиков просто взглянуть на него. Похоже, он пришел к успеху.

«Из того, что я понимаю о работе NASA и Cannae, — их радиочастотный двигатель на самом деле работает аналогично EmDrive, кроме того, что асимметричная сила вытекает из пониженного коэффициента отражения на одном конце платы, — говорит Шойер. Он считает, что это снижает удельную тягу двигателя.

Фетта работает над рядом проектов, которые пока не может обсуждать, а PR-команда NASA не смогли получить комментарии у группы ученых. Однако справедливо предположить, что эти результаты были получено довольно быстро, как в случае с аномальными нейтрино быстрее скорости света. Вопрос с теми нейтрино прояснился достаточно быстро, но, учитывая то, что это уже третий случай создания независимого двигателя без топлива, который работает в тестах, аномальную тягу может быть намного сложнее объяснить, чем кажется.

Работающий микроволновый двигатель может серьезно сократить расходы спутников и космических станций, продлить их рабочую жизнь, обеспечить тягой миссии в глубокий космос и доставить астронавтов до Марса за недели, а не за месяцы. Возможно, это станет одним из величайших изобретений Великобритании.

Впрочем, из объяснений NASA можно предположить, что космическое агентство тоже не до конца уверено. Вопрос в другом: можно ли масштабировать этот двигатель и использовать для космических путешествий? Возможно. Но нужно больше исследований.

Гений НАСА изобретает двигатель, который движется со скоростью, составляющей 99% скорости света

Ученый НАСА разработал план нового сумасшедшего ракетного двигателя, который может развивать скорость, близкую к скорости света, без использования топлива.

При такой скорости теоретическая машина могла бы доставить астронавтов на Марс менее чем за 13 минут или на Луну чуть более чем за секунду.

Однако, по словам инженера НАСА доктора Дэвида Бернса, настоящей целью так называемого «винтового двигателя» будет путешествие к далеким звездам намного быстрее, чем любая существующая технология.

Доктор Бернс из Центра космических полетов НАСА им. Маршалла в Алабаме изложил эту идею в головокружительной статье, размещенной на веб-сайте НАСА.

«Этот космический двигатель можно использовать для длительного обслуживания спутниковых станций без дозаправки», — пишет доктор Бернс в своей статье.

«Он также может перемещать космические корабли на межзвездные расстояния, достигая скорости, близкой к скорости света. »

5

Инженер НАСА доктор Дэвид Бернс придумал новую конструкцию двигателя

5

Неясно, возможно ли на самом деле создать концепцию научно-фантастического двигателя (фото из архива). Фото: Getty

Путешествуя с такими скоростями, свет будет изо всех сил стараться не отставать от вас, причудливым образом искажая ваше зрение.

Все, что позади вас, будет казаться черным, и время будет казаться полностью остановленным, часы замедлят свой бег, а планеты перестанут вращаться.

Безумная идея доктора Бёрнса революционна, потому что она полностью отказывается от ракетного топлива.

Сегодняшним ракетам, подобным тем, которые строят НАСА и SpaceX, потребуются тонны топлива, такого как жидкий водород, чтобы доставить людей на Марс и дальше.

Проблема в том, что чем больше топлива вы заливаете в корабль, тем он тяжелее. Современные топливные баки слишком громоздки для межзвездных полетов.

Винтовой двигатель решает эту проблему с помощью высокотехнологичных ускорителей частиц, таких как те, что установлены на Большом адронном коллайдере в Европе.

Крошечные частицы выстреливаются с высокой скоростью с помощью электромагнитов, возвращаются обратно в двигатель и снова выстреливаются.

По словам доктора Бернса, используя лазейку в законах физики, двигатель теоретически может развивать скорость около 297 миллионов метров в секунду.

Это хитроумное изобретение пока является лишь концепцией, и пока неясно, будет ли оно работать.

«Если кто-то скажет, что это не работает, я буду первым, кто скажет, что попробовать стоило», — сказал доктор Бернс журналу New Scientist.

5

Концепция двигателя Bonkers, позволяющая отказаться от ракетного топлива, уже предлагалась учеными. На снимке изображено художественное представление ЭМ-двигателя, двигателя, который теоретически мог бы создавать тягу, используя лучи света 9.0002 «Вы должны быть готовы к смущению. Очень трудно изобрести что-то новое на свете и действительно работающее.»

Проще говоря, двигатель работает, используя изменение массы со скоростью света.

В своей статье д-р Бернс предлагает концепцию, которая описывает кольцо внутри коробки, прикрепленное к каждому концу пружиной.

Когда кольцо подпрыгивает в одном направлении, коробка отскакивает в другом, как описывается законами движения Ньютона: Каждое действие должно иметь равное и противоположное противодействие.

«Когда кольцо достигает конца коробки, оно отскакивает назад, и направление отдачи коробки тоже меняется», — объясняет New Scientist.

Однако, если коробка и кольцо движутся со скоростью света, все работает немного по-другому.

При таких скоростях, согласно теории относительности Альберта Эйнштейна, по мере приближения кольца к концу ящика его масса будет увеличиваться.

Это означает, что он ударит сильнее, когда достигнет конца ящика, что приведет к импульсу движения вперед.

5

Двигатель будет приводить в движение ракету, немного похожую на кольцо внутри коробки, прикрепленное к каждому концу пружиной. Когда кольцо подпружинено в одном направлении, коробка отскакивает в другом (а). Когда кольцо достигнет конца коробки (b), оно отскочит назад (c), и направление отдачи коробки тоже изменится (d)

Сам двигатель совершит аналогичный подвиг, используя ускоритель частиц и ионные частицы, но это общая суть.

«Химические, ядерные и электрические двигательные установки создают тягу, ускоряя и выбрасывая топливо», — пишет Бернс в своей статье.

«Путешествие в дальний космос часто является компромиссом между тягой и большими баками для хранения топлива, которые в конечном итоге ограничивают производительность.

«Целью этой статьи является представление и исследование уникального двигателя, использующего топливо замкнутого цикла.»

5

Если идея когда-нибудь воплотится в жизнь, мы можем увидеть появление космических кораблей с «варповой скоростью», подобных тем, что были в «Звездных войнах».По словам доктора Бернса, 9 процентов от скорости света, не нарушая теории относительности Эйнштейна.

Однако план нарушает закон движения Ньютона, нарушая законы физики.

Это не единственное, что сдерживает спиральный двигатель: доктор Бернс подсчитал, что для работы он должен быть 650 футов в длину и 40 футов в ширину.

Устройство также будет эффективно работать только в условиях глубокого космоса без трения.

Путешествие со скоростью света – что произойдет?

Вот что вам нужно знать…

  • Мы используем свет, чтобы видеть и понимать окружающий мир
  • Движение со скоростью света означало бы, что он не сможет угнаться за вами
  • Таким образом, у вас за спиной все потемнеет
  • Свет по бокам от вас, скорее всего, пронесется множеством цветных полос
  • Свет перед вами будет появляться быстрее, чем обычно, и поэтому будет казаться ярким и интенсивным
  • Казалось бы, время замедляется, из-за чего часы выглядят так, как будто они остановились, а планеты выглядят так, как будто они больше не вращаются
  • Ваше поле зрения резко сузится

Это может показаться безрассудной схемой, но концепции двигателей, которые позволяют отказаться от ракетного топлива, предлагались и раньше.

Они включают в себя EM Drive, машину, которая теоретически может генерировать реактивную тягу с помощью лучей света. Позже оказалось, что эта идея неосуществима.

«Я знаю, что он рискует оказаться на одном уровне с электромагнитным двигателем и холодным синтезом», — сказал доктор Бернс журналу New Scientist.

«Но ты должен быть готов к смущению. Очень трудно изобрести что-то новое на свете и действительно работающее.»

Загадочные марсианские звуки, описанные НАСА как «динки и донки», захваченные зондом Insight на Марсе

ГЛАВНЫЕ ИСТОРИИ НАУКИ

НЕВОСПЕЧЕННЫЙ ГЕРОЙ

Почему мы должны благодарить Алана Тьюринга за компьютеры, которые у нас есть сегодня

ГОРЯЧИЕ ВЕЩИ

Меркурий факты: сколько у него лун и как далеко оно от Солнца?

ВОЛНА ПРОЩАНИЯ

Древнее цунами, обрушившееся на Британию, может стереть с лица земли города, если это случится сегодня

SKY NET

Какая скорость интернета у Starlink и сколько это стоит?

В других новостях НАСА объявило, что скоро прекратит «путешествие с Россией» и вместо этого с 2020 года будет выполнять полностью американские пилотируемые полеты на ракетах. приклеенные к бомжам и «презервативы для мочи».

И вот почему некоторые люди все еще думают, что высадка на Луну была сфальсифицирована 50 лет спустя – и человек, который выдвинул теорию обмана.

Хотели бы вы отправиться в космос? Дайте нам знать об этом в комментариях!

Мы платим за ваши истории! У вас есть история для команды The Sun Online Tech & Science? Пишите нам по адресу [email protected]

НАСА разрабатывает двигатель со скоростью, близкой к скорости света, который нарушает законы физики

НАСА разрабатывает двигатель со скоростью, близкой к скорости света, которая нарушает законы физики 99 процентов скорости света, и все это без топлива. Это может звучать как что-то из научно-фантастического фильма, но это не так. Это именно то, что один из инженеры НАСА разрабатывают, и это обещает нарушить законы физики.

Как будут разрабатываться эти двигатели? Если он будет работать без топлива, то каким будет его топливо? И самое главное, сможет ли человек путешествовать в транспортном средстве с таким двигателем, как его двигатель? Что ж, мы узнаем через секунду.

Содержание

Двигатель, нарушающий законы физики

Когда дело доходит до космоса, у нас есть проблема с нашей человеческой потребностью путешествовать везде и наблюдать за всем. Это серьезная проблема. Ведь это космос. Он слишком велик.

Даже если бы мы путешествовали с максимальной скоростью, разрешенной Вселенной, нам потребовались бы годы, чтобы добраться до ближайшей соседней звезды. Еще одно человеческое стремление — находить ответы на большие проблемы.

В свободное время инженер НАСА Дэвид Бернс занимается именно этим. Он разработал идею двигателя, который, как он утверждает, может разогнаться до 99 процентов скорости света, и все это без использования топлива.

Он загрузил его на сервер технических отчетов НАСА под названием «Винтовой двигатель», и он работает на бумаге, используя преимущества изменения массы при релятивистских скоростях, близких к скорости света в вакууме. Это еще не было рассмотрено профессионалом.

Понятно, что эта статья вызвала интерес, сравнимый с тем, который наблюдался в первые дни существования EM Drive. Да, было несколько историй, предполагающих, что двигатель может «нарушать законы физики». двигатель, способный двигаться быстрее света. Так что же такое EM Drive?

Впервые представленный Роджером Шойером, дипломированным британским инженером-электриком с 48-летним опытом работы в космической и оборонной промышленности, в 2001 году, EM Drive представляет собой идею двигателя с радиочастотным резонансным резонатором, который можно использовать в качестве двигателя космического корабля.

Утверждается, что он создает тягу за счет внутреннего отражения микроволн в нарушение закона сохранения импульса и других физических принципов. Средства массовой информации часто называют гаджет Impossible Drive.

Объяснения того, как может работать EmDrive, выходят за пределы известной физики. Возможно, он взаимодействует с энергией вакуума пространственно-квантового времени, несмотря на то, что энергия вакуума пространственно-квантового времени не позволяет ничему от нее оттолкнуться.

Возможно, наше представление об импульсе пошатнулось. Возможно, это совершенно новая физика, о которой объявили тесты EmDrive.

Официальной конструкции этого устройства не существует, и ни один из лиц, утверждающих, что он разработал его, не взял на себя обязательство объяснить, как оно может функционировать как двигатель или из каких элементов оно состоит, что делает невозможным определение того, является ли конкретный объект пример такого устройства.

Лаборатория физики перспективных двигателей НАСА сообщила о наблюдении небольшой кажущейся тяги в ходе одного из таких испытаний в 2016 году, результат, который с тех пор не повторялся. Последующие исследования показали, что наблюдаемая тяга была ошибкой измерения, вызванной взаимодействием с магнитным полем Земли или тепловыми градиентами.

В марте 2021 года ученые из Технического университета Дрездена опубликовали три статьи, объясняющие, что это была полная случайность, тяга объяснялась внешними силами.

Что касается спирального двигателя, то, хотя он и интригует, он вряд ли в ближайшее время бросит вызов законам физики, несмотря на заявления. Хотя в некоторых кругах это было встречено скептически, Бернс считает, что его концепция заслуживает внимания.

Вид на двигатели ракеты «Сатурн-5».

«Мне удобно его выбрасывать, — говорит он. «Если кто-то скажет, что это не работает, я буду первым, кто скажет, что попробовать стоило», — говорит он. Как он сказал, что это сработает?

Бёрнс изображает коробку с грузом внутри, натянутым на веревку и пружинами на обоих концах, подбрасывающими груз туда-сюда, в качестве мысленного эксперимента, демонстрирующего его идею. В вакууме, например в космосе, вся коробка будет трястись, а вес останется неподвижным, как гифка, стабилизированная вокруг веса.

В общем, коробка продолжала шевелиться в одном и том же месте; однако, если бы масса груза увеличивалась только в одном направлении, это создавало бы более сильный толчок в этом направлении, а значит, и тягу. Что мы думаем?

Мы думаем, что это не должно быть полностью осуществимо, в соответствии с концепцией сохранения импульса, которая гласит, что импульс системы остается постоянным в отсутствие каких-либо внешних воздействий.

Специальная теория относительности Эйнштейна утверждает, что объекты набирают массу по мере того, как они приближаются к скорости света, и этот эффект необходимо учитывать в ускорителях частиц.

На самом деле упрощенной реализацией концепции Бернса было бы заменить кольцо круговым ускорителем частиц, в котором ионы быстро разгоняются до релятивистской скорости во время одного удара и замедляются во время другого.

Но Бернс считает, что было бы разумнее отказаться от коробки и стержня и использовать ускоритель частиц для бокового, а также кругового движения — в этом случае ускоритель должен иметь форму спирали.

Однако есть один недостаток относительности. Согласно специальной теории относительности, объекты набирают массу, когда приближаются к скорости света. Итак, если заменить груз ионами, а коробку петлей, ионы потенциально могут двигаться быстрее на одном конце петли и медленнее на другом.

Двигатель Бернса, с другой стороны, не является единым замкнутым контуром. Он спиральный, как растянутая пружина, поэтому его и называют «винтовым двигателем». «Двигатель разгоняет ионы, заключенные в петлю, до умеренных релятивистских скоростей, а затем меняет их скорость, чтобы слегка изменить их массу.

Затем двигатель перемещает ионы вперед и назад по направлению движения для создания тяги», — написал он. Далее он добавил: «В двигателе нет движущихся частей, кроме ионов, движущихся по вакуумной линии, захваченных электрическими и магнитными полями».

Согласно New Scientist, спиральная камера должна быть довольно большой. Чтобы быть точным, это 200 метров, что составляет примерно 656 футов в длину, и 12 метров, что составляет примерно 40 футов в диаметре.

Также потребуется 165 мегаватт энергии для создания тяги в один ньютон. Это сила, необходимая для ускорения килограмма массы в секунду в квадрате, что сравнимо с силовой установкой. Тем не менее, предложения по безмоторным транспортным средствам, таким как Helical, не совсем новы.

Роберт Кук, изобретатель из США, в конце 1970-х запатентовал двигатель, который якобы превращал центробежную энергию в прямолинейное движение. Затем, в начале 2000-х годов, британский изобретатель Роджер Шойер предложил ранее упомянутый электромагнитный двигатель, утверждая, что захваченные микроволны могут быть преобразованы в тягу.

Ни одно из этих понятий не было удовлетворительно доказано, и оба обычно считаются невозможными из-за нарушения фундаментального физического правила сохранения импульса.

Опять же, физики из Технического университета Дрездена, проводившие испытания ЭМ-привода, считают, что винтовой двигатель, вероятно, будет сталкиваться с той же проблемой. «Все инерционные двигательные установки, насколько мне известно, никогда не работали в среде без трения», — говорит один из них.

Эта машина использует специальную теорию относительности, в отличие от других, что усложняет картину, говорит он, но «к сожалению, всегда есть действие-противодействие». Бернс работал над своей идеей тайно, без поддержки НАСА, и признает, что это крайне неэффективно.

Однако он утверждает, что существует возможность захватить большую часть энергии, которую ускоритель теряет из-за тепла и излучения. Он также предлагает методы сохранения импульса, например, при вращении движущихся ионов.

«Я знаю, что есть риск оказаться на одном уровне с электромагнитным двигателем и холодным синтезом, — говорит он. «Но вы должны быть готовы к смущению. Очень сложно изобрести что-то новое под солнцем и действительно работающее». Как видите, наука все еще довольно неоднородна.

Вероятно, здесь мы говорим вам, что ваш скептицизм вполне оправдан, но не позволяйте ему обмануть вас. Учитывая скорость, с которой развиваются аэрокосмические технологии, мы не должны удивляться, если в будущем появится двигатель, способный работать быстрее света. Однако когда это произойдет, все наши фантастические фантазии будут на определенном ускоренном пути к тому, чтобы стать научным фактом.

Часто задаваемые вопросы об этом двигателе

Создает ли НАСА двигатель со скоростью света?

Об этом двигателе ходит слишком много слухов, даже некоторые авторизованные сайты также публиковали статьи о нем, а инженеры НАСА также утверждают, что этот новый двигатель нарушит законы физики.

Как называется новый двигатель НАСА, который нарушает законы физики?

Название этого двигателя — «Винтовой двигатель».

Насколько быстр спиральный двигатель НАСА?

Инженеры НАСА утверждают, что этот двигатель может доставить астронавтов на Марс менее чем за 13 минут.

Как зовут ученого, представившего концепцию «винтового двигателя»?

Ученый НАСА доктор Дэвид Бернс.

Этот двигатель использует топливо?

Доктор Дэвид Бернс сказал, что этот новый ракетный двигатель может развивать скорость, близкую к скорости света — без использования топлива, вместо этого он будет использовать высокотехнологичные ускорители частиц.

Какова точная скорость нового двигателя НАСА?

По словам доктора Бернса, этот двигатель может достигать около 297 миллионов метров в секунду.

Какую тягу он может производить?

По словам доктора Бернса, двигатель способен развивать тягу до 99% скорости света, не нарушая теории относительности Эйнштейна.

Каков будет размер этого двигателя?

Доктор Бернс сказал, что для правильной работы он должен быть 198 метров в длину и 12 метров в ширину.

———————–

Спасибо, что дочитали до конца. Напишите в комментариях, что вы думаете об этой информации «НАСА разрабатывает двигатель со скоростью, близкой к скорости света, который нарушает законы физики».

Также читайте:

  • Илон Маск и Ужасающее предупреждение НАСА о новом астероиде меняет все
  • Илон Маск рассказал, что он путешественник во времени House For Sustainable Living

У инженера НАСА есть отличная идея для высокоскоростного космического корабля. Жаль, что это нарушает законы физики

Когда инженер НАСА объявляет о новом революционном двигателе, который может доставить нас к звездам, легко прийти в восторг. Но демоны кроются в деталях, и когда вы смотрите на настоящую статью, все выглядит гораздо менее многообещающе.

Начнем с того, что статья представляет собой набросок идеи, а не рецензируемую работу. Как отмечает автор Дэвид Бернс на последней странице, основная концепция не доказана, не проверена экспертами, и могут существовать математические ошибки. Предложенный Бернсом «винтовой двигатель» также будет безреактивным приводом, подобным ЭМ-приводу, и, таким образом, нарушит третий закон движения Ньютона. Было бы легко просто бросить работу и двигаться дальше, но я хотел бы рассмотреть детали, потому что это интересная (хотя и ошибочная) идея.

Винтовая архитектура двигателя. Фото: Дэвид Бернс

Давайте начнем с дисков без реакции в целом. И этот спиральный двигатель, и ЭД-привод до него «безреактивны», потому что, в отличие от традиционных ракет и двигателей, они не выбрасывают топливо. По своей сути все ракеты основаны на третьем законе движения Ньютона, который гласит, что любой силе, которую вы прикладываете к своей ракете, должна быть равная противодействующая сила, приложенная к чему-то еще. Для ракеты это какое-то топливо. Выбросьте горячий газ из задней части вашей ракеты на высокой скорости, и в соответствии с третьим законом Ньютона ракета будет двигаться вперед. Очень просто.

Фотография крупным планом двигателей тяжелой ракеты ULA Delta IV во время ее запуска с базы ВВС на мысе Канаверал. Кредит: Гленн Дэвис

Проблема в том, что для того, чтобы ваша ракета двигалась очень быстро, вы должны носить с собой кучу топлива. Сатурн-5, например, должен был сжечь около 20 кг топлива на каждый 1 кг полезной нагрузки только для того, чтобы достичь Луны.

Чем дальше вы путешествуете, тем хуже становится. Если бы вы хотели отправить зонд к ближайшим звездам, вам потребовалось бы около 2000 кг топлива на каждый килограмм полезной нагрузки, а ваше путешествие все равно заняло бы 100 000 лет. Так что можно с уверенностью сказать, что традиционные ракеты не доставят нас к звездам.

Успокаивающее голубое свечение ионного двигателя. Изображение предоставлено: NASA

Безреактивный привод отличается. Это обеспечит тягу вашей ракеты, не выбрасывая топливо из хвостовой части, поэтому вам не нужен весь этот дополнительный вес. Все, что вам нужно, это энергия, которую вы можете получить от солнечных батарей или термоядерного реактора. Отношение топлива к полезной нагрузке будет в основном 1 к 1. Единственным недостатком является то, что безреактивные приводы нарушают третий закон Ньютона.

Теперь вы можете возразить, что Эйнштейн доказал, что Ньютон ошибался, и это правда, но теория относительности Эйнштейна согласуется с третьим законом Ньютона. Как и квантовая теория. Если работают безреактивные приводы, то три века физики ошибаются.

Поклонники ЭМ-Драйва именно так и утверждают. Они говорят, что ЭМ-привод работает, поэтому третий закон Ньютона неверен. Период. Что делает этот новый спиральный двигатель интересным, так это то, что он не просто нарушает третий закон Ньютона, а пытается настроить Ньютона против самого себя, используя релятивистскую массу.

Подпрыгивающая масса постоянной массы в ракете может вызвать раскачивание ракеты.
Авторы и права: Дэвид Бернс

Основная идея состоит в том, чтобы перемещать массу вперед и назад внутри ракеты, как мячик. Если бы вы сделали это с нормальной массой, то когда мяч ударяется о переднюю часть ракеты, ракета немного двигалась бы вперед, а когда мяч ударялся бы о заднюю часть, ракета немного двигалась бы назад. Другими словами, ракета будет просто раскачиваться вперед и назад, когда мяч отскакивает назад и вперед.

Большой адронный коллайдер, пример ускорителя частиц. Кредит: ЦЕРН.

Бернс предлагает делать это с частицами в спиральном ускорителе частиц. Так как частицы движутся вверх и вниз по спирали, ракета движется в соответствии с третьим законом Ньютона. Но Бернс также предлагает ускорять частицы почти до скорости света, когда они находятся в передней части ракеты, и замедлять их сзади. Согласно теории относительности, частицы, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света, имеют большую массу, чем более медленные частицы, поэтому они тяжелее в передней части ракеты, чем в задней.

Возвращаясь к аналогии с мячом, это было бы так, как если бы ваш мяч волшебным образом набирал массу перед тем, как ударится о переднюю часть ракеты, и теряет массу перед ударом о заднюю часть. По законам Ньютона это означает, что мяч будет давать ракете больший толчок вперед, чем назад, и ракета будет ускоряться вперед.

Подпрыгивающая масса изменяющейся массы в ракете двигала бы ракету вперед.
Авторы и права: Дэвид Бернс

Если бы вы могли использовать волшебный шар для изменения массы, эта идея сработала бы. Но относительность по-прежнему подчиняется третьему закону Ньютона, поэтому в реальном мире эта идея не работает. Бернс прав в том, что в его статье есть ошибка, но очень тонкая.

Его конструкция ускоряет только круговое движение частиц, поэтому он предполагает, что их скорость вперед и назад вдоль оси ракеты должна оставаться постоянной. Но в теории относительности по мере увеличения массы частиц их скорость вдоль оси замедлялась бы. Это связано с релятивистскими эффектами замедления времени и сокращения длины. В результате частицы дают ракете одинаковый толчок с обоих концов. Теории Эйнштейна не позволяют обойти Ньютона.

Справедливости ради, Бёрнс знал, что его идея была далекой, поэтому он выложил её на рассмотрение другим. Вот что такое наука. Вот почему стоит немного поволноваться, когда выдвигаются подобные идеи. Большинство из них потерпят неудачу, но когда-нибудь один из них может сработать. В конце концов, мы могли бы добраться до звезд, но только если мы будем готовы продолжать тестировать новые идеи.

Источник: Винтовой двигатель Дэвида Бернса

Нравится:

Нравится Загрузка…

Роботизированное движение в искривленном пространстве бросает вызов стандартным законам физики

Экспериментальная реализация пловца на сфере с приводными двигателями на свободно вращающейся стреле. Предоставлено: Технологический институт Джорджии.

Когда люди, животные и машины перемещаются по миру, они всегда на что-то наталкиваются, будь то земля, воздух или вода. До недавнего времени физики считали, что это константа, соответствующая закону сохранения импульса. Теперь исследователи из Технологического института Джорджии доказали обратное — когда тела существуют в искривленных пространствах, оказывается, что они действительно могут двигаться, не упираясь во что-то.

Результаты были опубликованы в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences 28 июля 2022 года. к сферической поверхности с беспрецедентным уровнем изоляции от окружающей среды, так что эти эффекты, вызванные искривлением, будут преобладать.

«Мы позволили нашему изменяющему форму объекту двигаться в простейшем искривленном пространстве, сфере, чтобы систематически изучить движение в искривленном пространстве», — сказал Роклин. «Мы узнали, что предсказанный эффект, который был настолько нелогичным, что некоторые физики отвергли его, действительно имел место: по мере того, как робот менял свою форму, он двигался вперед вокруг сферы так, что это нельзя было объяснить взаимодействием с окружающей средой».


В этом видео исследователи демонстрируют демонстрацию робота, реализующего нулевую походку и плавательную походку, а также примеры положительного и отрицательного плавания у «сферического пловца» и сравнение с «цилиндрическим пловцом». Кредит: Труды Национальной академии наук (2022). DOI: 10.1073/pnas.2200924119

Создание криволинейного пути

Исследователи решили изучить, как объект перемещается в искривленном пространстве. Чтобы удерживать объект на сфере с минимальным взаимодействием или обменом импульсом с окружающей средой в искривленном пространстве, они позволяют набору двигателей двигаться по изогнутым путям в качестве движущихся масс. Затем они целостно соединили эту систему с вращающимся валом, чтобы двигатели всегда двигались по сфере. Вал поддерживался воздушными подшипниками и втулками, чтобы минимизировать трение, а выравнивание вала было отрегулировано с учетом силы тяжести Земли, чтобы минимизировать остаточную силу тяжести.

Отсюда, по мере того как робот продолжал двигаться, гравитация и трение оказывали на него небольшие силы. Эти силы смешались с эффектами кривизны, чтобы создать странную динамику со свойствами, которые они не могли бы вызвать сами по себе. Исследование представляет собой важную демонстрацию того, как можно получить искривленные пространства и как это коренным образом бросает вызов физическим законам и интуиции, разработанным для плоского пространства. Роклин надеется, что разработанные экспериментальные методы позволят другим исследователям исследовать эти искривленные пространства.

Применения в космосе и за его пределами

Хотя эти эффекты невелики, поскольку робототехника становится все более точной, понимание этого эффекта, вызванного искривлением, может иметь практическое значение, так же как небольшой сдвиг частоты, вызванный гравитацией, стал решающим для систем GPS. точно передавать свое положение орбитальным спутникам. В конечном счете, принципы использования кривизны пространства для передвижения могут позволить космическим кораблям перемещаться по сильно искривленному пространству вокруг черной дыры.

«Это исследование также связано с исследованием «Невозможный двигатель», — сказал Роклин. «Его создатель утверждал, что он может двигаться вперед без какого-либо топлива. Этот двигатель действительно был невозможен, но поскольку пространство-время очень слабо искривлено, устройство действительно могло двигаться вперед без каких-либо внешних сил или выброса топлива — новое открытие».

Узнать больше

Световая муфта в свободном пространстве с использованием изогнутых микрозеркал

Дополнительная информация:
Shengkai Li et al, Роботизированное плавание в искривленном пространстве с помощью геометрической фазы, Proceedings of the National Academy of Sciences (2022). DOI: 10.1073/pnas.2200924119

Информация журнала:
Труды Национальной академии наук

Предоставлено
Технологический институт Джорджии

Цитата :
Роботизированное движение в искривленном пространстве бросает вызов стандартным законам физики (8 августа 2022 г. )
получено 29 сентября 2022 г.
с https://phys.org/news/2022-08-robotic-motion-space-defies-standard.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Британский инженер нарушил законы физики?

Наука и технологии | Безреактивные двигатели

«Невозможный» ракетный двигатель является предметом рецензируемой статьи реакция. Выброс горячего газа из двигателей на высокой скорости (действие) отталкивает ракету от стартовой площадки в космос (реакция). Но иметь при себе топливо, необходимое для создания газа (реактивной массы), — это боль, потому что в любой данный момент во время полета действие должно привести в движение не только саму ракету, но и все оставшееся несгоревшее топливо.

Таким образом, большая часть усилий, затрачиваемых при запуске ракеты, направлена ​​на подъем топлива, а не полезной нагрузки. В результате даже самые современные ракеты стартуют с массой более 90% пропеллента.

Таким образом, мечта ученых-ракетчиков — это двигатель, которому не нужно топливо. Именно это, как утверждает британский аэрокосмический инженер Роджер Шойер, изобрел. По его мнению, его EMDrive («ЭМ» означает «электромагнитный») преобразует электрическую энергию прямо в тягу без необходимости в реактивной массе. Единственная проблема в том, что это должно быть невозможно.

EMDrive (см. рисунок) представляет собой коническую металлическую полость, в которую подаются микроволны и внутри которой они отражаются. Электромагнитное излучение не имеет массы, но обладает импульсом (это принцип, по которому работают солнечные паруса, использующие давление солнечного света для создания тяги). Доктор Шойер утверждает, что коническая форма EMDrive приводит к разным уровням радиационного давления на каждом из концов полости и, следовательно, к чистой тяге в направлении тонкого конца. Каждый физик, изучавший эту идею, говорит, что это невозможно. Поскольку EMDrive ничего не излучает, он не может создавать тягу, так же как экипаж космического корабля не может лететь на Марс, толкая стены. Тем не менее, доктор Шойер говорит, что может измерить этот, казалось бы, невозможный толчок.

Экзотические заявления об антигравитационных устройствах, вечных двигателях и т. п. вряд ли являются чем-то необычным ( The Economist однажды получил по почте подробные планы сверхсветового космического корабля). Но EMDrive выделяется, так как выясняется, что доктор Шойер не единственный человек, обнаруживший тягу, исходящую от него. Гарольд Уайт и его команда из лаборатории Eagleworks в Хьюстоне, штат Техас, тоже сделали то же самое, и они являются учеными, нанятыми НАСА, американским космическим агентством. Eagleworks, являющийся частью Космического центра Джонсона, — это место, где агентство тестирует второстепенные идеи. И, как сообщают д-р Уайт и его коллеги в статье, только что опубликованной в Journal of Propulsion and Power , когда они установили EMDrive, который они сами построили, на свой испытательный стенд, они измерили небольшую, но постоянную тягу.

Так что же происходит? Романтичное объяснение состоит в том, что EMDrive — это технологический прорыв, основанный на использовании экзотической новой физики, и что, расширив его, люди смогут покорить Солнечную систему. Скорее, это ошибка эксперимента. Среди поклонников EMDrive много внимания уделялось тому факту, что статья доктора Уайта прошла рецензирование. Хотя это и важно, рецензирование означает только то, что эксперимент был проведен грамотно, а не то, что его выводы верны. Доктор Уайт и его команда признают, что они не учли все возможные источники ошибок. Наиболее вероятное объяснение состоит в том, что какой-то упущенный из виду фактор создает иллюзию тяги, хотя на самом деле ее нет.

Просто иногда такие загадки приводят к революции. Астрономы в 19 веке с трудом объясняли детали траектории Меркурия. Оказалось, что для этого нужно отбросить классическую физику и заменить ее теорией относительности. Однако чаще сохраняется статус-кво. В 2011 году уважаемая физическая лаборатория в Италии сообщила о любопытных результатах, которые показали, что субатомные частицы движутся быстрее скорости света. Они оказались вызваны неисправной проводкой в ​​эксперименте. И физики десятилетиями были озадачены судьбой Космические зонды Pioneer , чьи траектории через Солнечную систему были не совсем такими, какими должны были быть. В конечном итоге виновником было названо радиационное давление от их внутреннего тепла. В физике, как и во всей остальной жизни, если это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, то почти всегда так и есть.

Эта статья появилась в разделе «Наука и технологии» печатного издания под заголовком «Вы не можете нарушать законы физики»

Наука и технологии 26 ноября 2016 г.

  • Как фотографировать экзопланеты
  • Британский инженер нарушил законы физики?
  • Выведенные из эксплуатации реактивные двигатели могут помочь избавиться от смога
  • Почему у научных статей так много авторов
  • Награда

Из выпуска от 26 ноября 2016 г. этот контент

Законы движения Ньютона — Исследовательский центр Гленна

Законы движения сэра Исаака Ньютона объясняют взаимосвязь между физическим объектом и силами, действующими на него. Понимание этой информации дает нам основу современной физики.

На этой странице:

Что такое законы движения Ньютона?

  1. Объект в состоянии покоя остается в состоянии покоя, а объект в движении остается в движении с постоянной скоростью и по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила.
  2. Ускорение объекта зависит от массы объекта и величины приложенной силы.
  3. Всякий раз, когда один объект воздействует на другой объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

Сэр Исаак Ньютон работал во многих областях математики и физики. Он разработал теорию гравитации в 1666 году, когда ему было всего 23 года. В 1686 году он представил свои три закона движения в «Principia Mathematica Philosophiae Naturalis».

Разработав свои три закона движения, Ньютон произвел революцию в науке. Законы Ньютона вместе с законами Кеплера объяснили, почему планеты движутся по эллиптическим орбитам, а не по кругу.

Ниже представлен короткий фильм с участием Орвилла и Уилбура Райт и обсуждение того, как законы движения Ньютона применимы к полету их самолетов.

Первый закон Ньютона: инерция

Объект в состоянии покоя остается в покое, а объект в движении остается в движении с постоянной скоростью и по прямой, если на него не действует неуравновешенная сила.

Первый закон Ньютона гласит, что каждый объект будет оставаться в покое или в равномерном прямолинейном движении, если он не будет вынужден изменить свое состояние под действием внешней силы. Эта склонность сопротивляться изменениям в состоянии движения инерция . Если все внешние силы уравновешивают друг друга, то результирующая сила не действует на объект. Если все внешние силы уравновешивают друг друга, то результирующая сила не действует на объект. Если на объект не действует результирующая сила, то объект будет поддерживать постоянную скорость.

Примеры инерции, связанные с аэродинамикой:

  • Движение самолета, когда пилот меняет положение дроссельной заслонки двигателя.
  • Движение мяча, падающего сквозь атмосферу.
  • Запуск модели ракеты в атмосферу.
  • Движение воздушного змея при смене ветра.

Второй закон Ньютона: сила

Ускорение объекта зависит от массы объекта и величины приложенной силы.

Его второй закон определяет, что сила равна изменению импульса  (масса, умноженная на скорость) за изменение во времени. Импульс определяется как масса м  объекта, умноженная на его скорость 9.0137 В .

Предположим, что у нас есть самолет в точке «0», определяемой его местоположением X 0 и временем t 0 . Самолет имеет массу m 0 и движется со скоростью V 0 . Внешняя сила F , действующая на показанный выше самолет, перемещает его в точку «1». Новое местоположение самолета X 1 и время t 1 .

Масса и скорость самолета изменяются во время полета до значений м 1 и V1 . Второй закон Ньютона может помочь нам определить новые значения V 1 и m 1 , если мы знаем, насколько велика сила F . Давайте просто возьмем разницу между условиями в точке «1» и условиями в точке «0».

F = (M 1 * V 1 — M 0 * V 0 ) / (T 1 — T 0 )

Newton. м*В). Итак, на данный момент мы не можем разделить, насколько изменилась масса и насколько изменилась скорость. Мы знаем только, насколько изменился продукт (m * V).

Предположим, что масса остается постоянной и равной m . Это допущение довольно хорошо для самолета, потому что единственное изменение массы будет связано с расходом топлива между точкой «1» и точкой «0». Вес топлива, вероятно, невелик по сравнению с весом остальной части самолета, особенно если мы рассматриваем только небольшие изменения во времени. Если бы мы обсуждали полет бейсбольного мяча, то, конечно, масса оставалась бы постоянной. Но если бы мы обсуждали полет ракеты-бутылки, то масса не остается постоянной и мы можем смотреть только на изменение импульса. Для постоянной массы м , второй закон Ньютона выглядит так:

F = m * (V 1 – V 0 ) / (t 1 – t 0 )

разделить на изменение скорости в изменение во времени — это определение ускорения a . Затем второй закон сводится к более знакомому произведению массы на ускорение:

F = m * a

Помните, что это соотношение справедливо только для объектов с постоянной массой. Это уравнение говорит нам, что объект, на который действует внешняя сила, будет ускоряться и что величина ускорения пропорциональна величине силы. Величина ускорения также обратно пропорциональна массе объекта; при равных силах более тяжелый объект будет испытывать меньшее ускорение, чем более легкий. Учитывая уравнение импульса, сила вызывает изменение скорости; и точно так же изменение скорости порождает силу. Уравнение работает в обе стороны.

Скорость, сила, ускорение и импульс имеют величину  и направление  связанное с ними. Ученые и математики называют это векторной величиной. Уравнения, показанные здесь, на самом деле являются векторными уравнениями и могут применяться в каждом из направлений компонентов. Мы смотрели только в одном направлении, а вообще объект движется во всех трех направлениях (вверх-вниз, влево-вправо, вперед-назад).

Пример силы, связанной с аэродинамикой:

  • Движение самолета в результате действия аэродинамических сил, веса самолета и тяги.

Третий закон Ньютона: действие и противодействие

Всякий раз, когда один объект воздействует на второй объект, второй объект оказывает равную и противоположную силу на первый.

Его третий закон гласит, что на каждое действие (сила) в природе существует равное и противоположное противодействие . Если объект A воздействует на объект B, объект B также оказывает равную и противоположную силу на объект A. Другими словами, силы возникают в результате взаимодействий.

Примеры действия и противодействия, связанные с аэродинамикой:

  • Движение подъемной силы от аэродинамического профиля, воздух отклоняется вниз под действием аэродинамического профиля, и в результате реакции крыло толкается вверх.
  • Движение вращающегося шара, воздух отклоняется в одну сторону, а мяч реагирует движением в противоположную сторону
  • Движение реактивного двигателя создает тягу, и горячие выхлопные газы выходят из задней части двигателя, а сила тяги создается в противоположном направлении.