Un motor que no viola nada: por qué EmDrive no contradice las leyes de la física. Un motor que viola las leyes de la física Un motor que viola todas las leyes de la física

En un futuro próximo, investigadores chinos planean probar el motor EmDrive, que, según ellos, funciona con energía de microondas. El dispositivo es un cono truncado de metal y un magnetrón que genera microondas, cuya energía es acumulada por un resonador. En este caso, el sistema no está expuesto a influencias externas y utiliza campos electromagnéticos para generar empuje.

Los creadores de EmDrive se niegan a revelar la tecnología. Sin embargo, los físicos finlandeses creen que el motor funciona gracias a la inercia de los fotones resultantes del efecto Unruh. Este método le permite deshacerse de los contenedores de combustible pesados ​​​​y el uso de emisiones de aviones.

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Cabe señalar que la idea de un dispositivo que contradice las leyes de la física fue propuesta inicialmente por el ingeniero británico Roger Scheuer. Presentó su proyecto al público en 2003, informa Gazeta.ru.

Los creadores de EmDrive esperan probar el motor en el espacio. Creen que el uso del dispositivo reducirá el vuelo a Marte a 10 semanas. Y si el proyecto tiene éxito, permitirá llegar al borde del sistema solar en unos meses.

Miembro de pleno derecho de la Academia Rusa de Cosmonáutica Tsiolkovsky Alexander Zheleznyakov No creo que un motor así sea capaz de funcionar.

“No comento sobre ciencia ficción. Entiendes, no está del todo claro qué tipo de motor es este. Sigo siendo partidario de la idea de que en la naturaleza nada desaparece sin dejar rastro y nada aparece sin dejar rastro. Y luego se expresan algunas ideas fantásticas. Sin conocer todos los detalles, es absurdo comentar”, dijo en una entrevista con NSN.

A su vez, el jefe del departamento del Instituto de Matemáticas Aplicadas que lleva el nombre de M. V. Keldysh RAS, Doctor en Ciencias Físicas y Matemáticas, Georgy Malinetsky, señaló que el motor EmDrive no viola las leyes de la física.

“Cuando la gente imagina un motor, imagina que algo se mueve, se quema, pero muchas cosas han cambiado desde el siglo XIX, cuando todo era exactamente así. Desde entonces, la gente ha creado tanto la mecánica cuántica como la teoría de la bala cuántica. Descubrieron que un fotón (una partícula que no tiene masa en reposo) tiene impulso y energía. En consecuencia, los intentos de los científicos de utilizar tales cosas convirtiendo la energía del campo electromagnético en energía de movimiento son actividades asociadas con el motor EmDrive. Aquí no hay violaciones de las leyes de la física, y luego depende de los ingenieros si, basándose en los conceptos de la teoría cuántica de campos y la mecánica cuántica, podrán traducir esto en estructuras reales”, aseguró en conversación con NSN.

El experto también señaló que uno sólo puede alegrarse por los creadores de tal motor y aclaró: que anteriormente la NASA estaba llevando a cabo seriamente el proyecto de crear un motor "imposible". Al mismo tiempo, el experto no ha oído hablar de nadie en Rusia que trabaje en dispositivos similares.

Malinetsky señaló que este motor es de particular valor para la astronáutica.

“Para lo que tenemos en la Tierra, este motor no es necesario. Es muy posible conducir con gasolina, gas y electricidad. Pero en el espacio, para que el satélite no se salga de la órbita, se necesita empuje, aunque sea muy pequeño. Lo más importante es que este motor no consume fluido de trabajo, trabaja con el campo, por lo que no requiere combustible para cohetes para ser puesto en órbita. En este sentido, es una idea sumamente tentadora”, señaló el experto.

MOSCÚ, 12 de septiembre - RIA Novosti. Todas las últimas declaraciones de científicos chinos sobre la exitosa creación y prueba del motor cohete de microondas EmDrive probablemente se basen en datos erróneos, pero el dispositivo en sí no viola las leyes de la física, dice el físico Brice Cassenti de la Universidad de Connecticut (Estados Unidos).

"El funcionamiento de EmDrive viola la tercera ley de Newton, que establece que la fuerza no puede surgir por sí sola sin la interacción de los cuerpos físicos. Tanto la acción como la reacción son el resultado directo de la ley de conservación del impulso. Si se viola esta ley, entonces todos "La física moderna construida sobre esta base será incorrecta. Por eso muchos de nosotros creemos que todas las afirmaciones sobre el funcionamiento de EmDrive son producto de mediciones erróneas", comentó Cassenti, comentando las declaraciones de los científicos chinos sobre la creación de un "funcionamiento". versión de EmDrive.

En 2001, el ingeniero aeronáutico estadounidense Roger Scheuer anunció la creación de un motor que, como se afirmó entonces y como siguen creyendo sus oponentes hoy en día, viola todas las leyes de la física conocidas.

Este dispositivo, que funciona mediante radiación de microondas, es una cámara resonadora cónica especial a la que está conectado un potente magnetrón, una fuente de radiación de microondas. Dada una determinada geometría de este cono, este dispositivo se moverá misteriosamente hacia su parte estrecha con una fuerza extremadamente pequeña, si las microondas “caminan” dentro del cono.

Tal comportamiento de EmDrive, como inmediatamente declararon los físicos entonces, es imposible desde el punto de vista de las leyes de la física: tal manera de movimiento, en el que no se desperdicia combustible ni se genera un haz de radiación dirigido, contradice la ley de conservación. de impulso. Este problema se puede imaginar simplemente de esta manera: si una persona se sienta en una caja y comienza a empujar las paredes opuestas, no avanzará, sino que se tambaleará en el lugar.

Sin embargo, Scheuer no abandonó su idea y, unos años más tarde, fue probada por varios físicos profesionales, incluido uno de los laboratorios de la NASA. Estas pruebas, como escribió uno de los escépticos originales, llevaron a los científicos a resultados inesperados: resultó que el invento de Schuer realmente funciona. En diciembre pasado, científicos de China anunciaron la finalización exitosa de tales pruebas, quienes crearon una copia de EmDrive y se están preparando para lanzarlo al espacio para una prueba de rendimiento final.

Como subraya Cassenti, cuyas palabras recoge el servicio de prensa de la Universidad de Connecticut, tanto los experimentos de los científicos chinos como los resultados de las mediciones de los físicos del Laboratorio Eagleworks del Centro de Vuelos Espaciales Johnson de la NASA no son falsos ni una mentira elemental. . Vieron cambios reales en la posición del EmDrive, pero es posible que estos cambios no se hayan producido debido a la aparición de la fuerza de tracción "imposible" generada por el motor Scheuer, sino a varios efectos secundarios que no se tuvieron en cuenta en las mediciones.

Por ejemplo, continúa el científico, algunas partes del EmDrive podrían expandirse bajo la influencia de las corrientes eléctricas que surgen dentro del dispositivo, y esta expansión podría ser percibida por los instrumentos y experimentadores como evidencia de que el motor realmente produce empuje. Por otro lado, admite que los físicos de la NASA y quizás sus colegas chinos intentaron eliminar todos los efectos secundarios y tuvieron en cuenta su existencia.

En general, como señala, todos los experimentos con EmDrive indican la existencia de algunos efectos físicos interesantes que probablemente no vayan más allá del modelo estándar de física, pero que sería interesante estudiar y explicar. Por esta razón, según Cassenti, tanto China como la NASA están realizando experimentos con EmDrive y los resultados de estos experimentos se publican en revistas revisadas por pares.

Incluso si EmDrive funciona, como cree Cassenti, es poco probable que viole las leyes de la física existentes; lo más probable es que su funcionamiento se explique por algunos efectos que se ajustan tanto a los cálculos de Newton como a la teoría general de la relatividad, que aún no conocemos. .

La prueba final de su rendimiento, como subraya el científico, sólo será posible en el espacio, donde otras fuerzas no influirán en el funcionamiento del motor. En este caso, los ingenieros podrán medir con precisión la fuerza de empuje real y probar si EmDrive realmente puede allanar el camino para los viajes al espacio profundo.

El segmento ruso de Internet reaccionó una vez más violentamente ante una noticia falsa de baja categoría. Un año después, surgió la “sensación” sobre un motor milagroso que no requiere combustible, que todas las publicaciones decentes del mundo repudiaron.

volvió a aparecer en los titulares de los medios electrónicos nacionales y eclipsó en popularidad las noticias sobre la campaña electoral de Putin:

"Yandex.Ru"

Los titulares no son muy diversos: “En China crearon un motor que viola las leyes de la física”, “Los chinos han invadido otros mundos”, “En China crearon un motor que viola las leyes de la física”, “Científicos chinos han creado un motor único que viola las leyes de la física”, etc.

El origen de la conmoción, como ya ha ocurrido antes, resultó ser el tabloide británico, famoso por su “color amarillento”.

Por cierto, en febrero de este año Wikipedia reconoció al tabloide como una fuente de información poco confiable y se negó a utilizarlo como fuente. Hace apenas un día, la publicación publicó un artículo con un titular estridente: “¿Han pirateado los chinos un motor imposible? Reclamaciones de videos propagandísticos

"Los científicos han creado una versión funcional del motor EmDrive que llevará a una persona a Marte en 10 semanas".

Los autores del tabloide hacen referencia a un vídeo aparecido, supuestamente transmitido en la televisión china, en el que se afirma que el motor del cohete EmDrive, que viola las leyes de Newton, ha sido recreado por ingenieros chinos y está listo para ser probado en el espacio. El vídeo no proporciona ningún detalle técnico, aunque el motor en sí tampoco aparece en el vídeo.

Una simple búsqueda indica que absolutamente nadie en el mundo respondió a la “sensación” del Daily Mail: simplemente no hay reimpresiones de esta noticia falsa.

Otra cosa es RuNet. La “sensación” cayó en el suelo fértil de los medios de comunicación nacionales, tan ávidos de sensaciones sin sentido que nadie se molesta en comprobarlas. A partir del martes por la tarde

El número de noticias sobre el motor milagroso EmDrive ha superado el centenar: un acontecimiento político poco común recibe una cobertura tan amplia.

El motor, que se parece más a un cubo, fue noticia hace un año cuando se publicó un artículo con los resultados de sus pruebas en una revista revisada por pares. La historia de EmDrive comenzó en 2003, cuando el ingeniero británico Roger Scheuer presentó al público un motor electromagnético de diseño inusual. Consistía en un magnetrón, un dispositivo que genera radiación de microondas, y un resonador cónico de cobre que se asemeja a un cubo, sellado por ambos extremos.

Según el inventor, el motor es capaz de generar empuje sin utilizar emisiones de chorro.

Sin embargo, esta afirmación contradice directamente la ley de conservación del impulso. Después de todo, si EmDrive es un sistema cerrado, no puede aumentar su impulso sin influencia externa. Esta circunstancia es responsable del revuelo en los medios de comunicación mundiales en torno a un acontecimiento incomprensible que se viene produciendo desde hace varios años.

Durante los años siguientes, el inventor trabajó para mejorar la nave y, en 2008, comenzó su verificación "independiente".
En primer lugar, se creó un prototipo funcional en la Universidad Politécnica del Noroeste de China, bajo la dirección del profesor Yang Juan, que desarrolló un empuje de 72 gramos (unos 360 mN por kilovatio). Entonces la NASA se interesó por el inusual motor.

Desde 2013, las pruebas de EmDrive comenzaron en el laboratorio Eagleworks del Centro Espacial Johnson bajo la dirección de Harold White. El motor fue probado en una cámara sellada en balanzas de torsión especiales capaces de detectar decenas de micronewtons de empuje. El empuje resultante fue mucho menor que en el experimento chino, pero aún así se argumentó que estaba presente.

“Tradicionalmente publican algún tipo de tonterías, pero recientemente publicaron una historia sobre el motor warp.

Reciben financiación de algunas reservas internas y constantemente obtienen resultados fabulosos, aquí se llama "dinero interno para ideas espontáneas", explicó entonces a Gazeta.Ru un empleado experto de la NASA la situación con los "inventores" estadounidenses.

Sin embargo, los comentarios oficiales de la NASA decían aproximadamente lo mismo. “Aunque la investigación del equipo de Houston sobre un nuevo principio de propulsión generó mucho ruido, este débil intento no logró producir ningún resultado tangible. La NASA no está trabajando en la tecnología de propulsión warp”, dijo la agencia en su respuesta a Space.com.

Se han filtrado en Internet borradores de un artículo de la NASA que ha causado revuelo y que confirma la funcionalidad del controvertido motor EmDrive, que supuestamente no necesita combustible. Según los especialistas del laboratorio Eagleworks, el motor desarrolla un empuje de 1,2 milinewton por kilovatio. Y probablemente funcione con energía del vacío. ¿Deberíamos creer esto?

Un entusiasta del asombroso motor, Phil Wilson, bajo el sobrenombre de The Traveler, publicó una publicación sobre esto en el foro del sitio web de NASA Spaceflight, pero los moderadores la eliminaron, explicando que el artículo debería ser publicado oficialmente por el Instituto Americano de Aeronáutica y Astronáutica en Diciembre de 2016. Sin embargo, el sitio web Next Big Future proporcionó acceso gratuito a los documentos y los diagramas que contenían, haciendo finalmente público el artículo.

Los expertos de la NASA informan sobre la repetición exitosa del experimento realizado por el ingeniero británico Roger Scheuer en 2006. Pudo crear un motor giratorio que no produce emisiones y demostró que el dispositivo obedece las leyes de la mecánica de Newton. Según el desarrollador, el dispositivo convierte la electricidad en microondas, su energía se acumula en un resonador y, como resultado, se produce una pequeña corriente de aire. Desde entonces, los científicos han estado lidiando con el misterio de EmDrive: ¿funciona y, de ser así, por qué? De hecho, según la ley de conservación del impulso, el empuje se produce debido a la corriente en chorro. En otras palabras, para que un objeto avance, es necesario que algo rebote en la dirección opuesta.

Cuando la revista New Scientist publicó por primera vez un artículo sobre EmDrive, llegaron cartas enojadas al editor. “El impulso, según uno de los cuatro principios básicos, se conserva y no puede crearse ni destruirse nuevamente. El motor viola esta regla. En los cohetes tradicionales el empuje se logra según la regla, ya que los impulsos del barco y el chorro de escape, que se mueven en direcciones opuestas, se anulan entre sí”, señaló un lector a la publicación.

Sin embargo, quienes intentan comprender los principios de funcionamiento del motor creen que en él se conserva la ley de conservación del impulso; es bastante difícil explicar simplemente cómo sucede esto. Así, Michael McCullosh de la Universidad de Plymouth (Reino Unido) admite la existencia de fotones con masa, así como un cambio en la velocidad de la luz en el interior del dispositivo. Otra hipótesis habla del apagado de las microondas, como resultado de lo cual nacen pares de fotones que llevan impulso. Esto sólo puede ocurrir en cavidades con forma de cono. Sin embargo, estas suposiciones van más allá de las ideas modernas sobre la física y es poco probable que convenzan a otros especialistas.

Los experimentos con EmDrive realizados en junio de 2015 por el alemán Martin Taimar no confirmaron ni negaron la funcionalidad de la central eléctrica. Sin embargo, el artículo de la NASA afirma que los ingenieros lograron un resultado positivo.

El estudio utilizó un péndulo de torsión, una estructura de aluminio montada sobre una mesa resbaladiza en una cámara de vacío. Un dispositivo de este tipo es capaz de medir incluso un empuje muy débil. En un brazo del péndulo se encontraba un EmDrive que en una serie de pruebas a 40, 60 y 80 vatios mostró una fuerza de 1,2 milinewtons por kilovatio en el vacío. Los controles no revelaron ninguna fuente de movimiento no contabilizada, pero los expertos reconocieron la necesidad de realizar investigaciones adicionales para excluir distorsiones debidas a factores como la expansión térmica.

Pruebas de motores en el laboratorio de la NASA.

Para explicar los resultados, los autores del artículo recurrieron a la teoría casi olvidada de la onda piloto. Esta teoría intenta explicar conceptos como el colapso de la función de onda y la paradoja del gato de Schrödinger desde el punto de vista de la física clásica. En otras palabras, toda la incertidumbre surge debido al hecho de que el observador desconoce la posición y los momentos de las partículas. La constante de Planck, el efecto Casimir, así como el estado fundamental del hidrógeno y mucho más han recibido explicaciones clásicas.

La física moderna ha adoptado la interpretación de Copenhague de la mecánica cuántica, que afirma que la incertidumbre no depende del observador. Sin embargo, los físicos Couder y Fort demostraron en 2006 que las gotas de agua pueden comportarse como objetos cuánticos. Así, una gota que rebota continuamente en una fina capa de líquido a una determinada frecuencia y se mueve en una dirección aleatoria crea un patrón de ondas concéntricas que sigue a la gota a lo largo de todo su recorrido. Con este sistema fue posible reproducir el experimento de la doble rendija, los túneles y otros fenómenos cuánticos.

El experimento de Roger Scheuer de 2006

Quizás las fluctuaciones cuánticas (partículas virtuales) sean ondas que "siguen" a las partículas reales. De esto se deduce, por ejemplo, que los siete niveles de energía del átomo de hidrógeno pueden considerarse como ondas en el vacío cuántico. Los científicos del artículo llegan a la conclusión de que el vacío cuántico es un medio que soporta oscilaciones acústicas y que los componentes de cualquier medio de este tipo son capaces de intercambiar impulso. Esto significa que se puede hacer trabajo sobre el vacío y extraerlo de él, que es lo que hace el motor.

Cabe señalar que el propio Eagleworks (también conocido como Laboratorio Avanzado de Física de Propulsión), donde se llevó a cabo la investigación, es un pequeño grupo científico que estudia varias teorías dudosas para encontrar formas de desarrollar nuevos motores para naves espaciales. Es muy posible que el artículo que fue aprobado por los revisores difiera significativamente de la versión que está disponible ahora y las conclusiones se formulen con mayor precisión. En cualquier caso, habrá que esperar a que otros grupos científicos realicen más investigaciones y experimentos, ya que el propio artículo de la NASA todavía no aporta ninguna respuesta.

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Esta semana, la comunidad científica mundial se vio sacudida por una noticia inesperada. Los científicos chinos han publicado oficialmente pruebas experimentales de que el motor electromagnético EmDrive realmente funciona. Una instalación única es capaz, por ejemplo, de mover una nave espacial en el vacío... sin utilizar combustible. Entonces, ¿por qué muchos científicos creían (y algunos todavía creen) que este invento era pura charlatanería?

Cómo funciona EmDrive

Estación orbital Tiangong-2, donde se probará el motor EM

El concepto de sistema de propulsión electromagnética fue publicado por primera vez en 2002 por la empresa de investigación británica Satellite Propulsion Research, fundada por el ingeniero aeroespacial Roger Scheuer. Al mismo tiempo, se presentó al público el primer prototipo funcional del dispositivo. Sí, sí, fueron los famosos “científicos británicos” quienes inventaron el fantástico motor, lo que provocó una ola de escepticismo entre la comunidad científica.

El hecho es que EmDrive desafía todas las leyes de la física existentes. Su diseño es un magnetrón que genera microondas, así como un resonador de alta Q: un "cubo" de metal, una trampa de microondas en forma de cono sellado. El magnetrón (en la vida cotidiana es el que garantiza el funcionamiento de los hornos microondas) está conectado al resonador mediante una línea de transmisión de alta frecuencia, es decir, un cable coaxial normal. Al entrar en el resonador, la onda EM se emite hacia ambos extremos con la misma velocidad de fase, pero con diferentes velocidades de grupo; esto, según el creador, es lo que causa el efecto.

¿Cuál es la diferencia entre estas dos velocidades? Una vez en un espacio cerrado, los electrones comienzan a extenderse en él, reflejándose en las paredes internas del resonador. La velocidad de fase es la velocidad relativa a la superficie reflectante que, de hecho, determina la velocidad del movimiento de los electrones. Dado que los electrones ingresan a la cámara desde la misma fuente, este valor es el mismo para todos. La velocidad del grupo, a su vez, es la velocidad de los electrones en relación con la pared del extremo y aumenta a medida que se mueven desde la parte estrecha a la ancha del cono. Así, según Scheuer, la presión de la onda EM sobre la pared ancha del resonador es mayor que sobre la pared estrecha, lo que crea un empuje.

Motor versus física newtoniana

Entonces, ¿por qué los científicos no están de acuerdo con esto? La principal queja de los físicos es que el principio de funcionamiento de la estructura descrita contradice directamente la tercera ley de Newton, que establece que “una acción siempre tiene una reacción igual y opuesta; de lo contrario, las interacciones de dos cuerpos entre sí son iguales y están dirigidas en direcciones opuestas." En pocas palabras, en el espacio que conocemos, por cada acción hay una reacción, igual en fuerza pero de dirección opuesta. Este principio explica por qué funcionan todos los motores modernos, desde los motores a reacción (se bombea gas hacia atrás, lo que impulsa al coche hacia adelante) hasta los motores de iones (un haz de átomos cargados se mueve en una dirección y el barco en otra). EmDrive simplemente... no tiene emisiones.

Algunos aficionados han montado una copia en miniatura de EmDrive en casa.

Además, siguen sin tenerse en cuenta varios otros parámetros no tan importantes. Por ejemplo, el autor del concepto no tuvo en cuenta el hecho de que la onda EM ejerce presión no sólo en las paredes finales, sino también en las paredes laterales del resonador. Después de las críticas, Scheuer publicó un artículo no revisado por pares explicando su punto de vista, pero los expertos dicen que la teoría de la presión de radiación es más compleja que la teoría que presentó.

Tecnologías al borde de la fantasía

En 2013, la NASA se interesó por el motor. No es de extrañar: si EmDrive realmente funciona como se anuncia, será una auténtica revolución en el ámbito de los viajes espaciales. El dispositivo fue probado en el laboratorio Eagleworks del Centro Espacial Johnson. El trabajo se llevó a cabo bajo la dirección de Harold White, y durante su curso se obtuvo un resultado anómalo: un empuje de aproximadamente 0,0001 N. White cree que un resonador de este tipo puede funcionar creando un toroide de plasma virtual que realiza el empuje mediante magnetohidrodinámica durante la computación cuántica. oscilaciones del vacío. Las condiciones de prueba se eligieron para que fueran suaves, 50 veces menos potentes que los experimentos del propio Scheuer. Se realizaron en un péndulo de torsión de baja fuerza, que puede detectar fuerzas de decenas de micronewtons, en una cámara de vacío de acero inoxidable sellada a temperatura ambiente y presión atmosférica normal.

Hoy CCTV-2 informó que los ingenieros chinos no solo probaron con éxito el nuevo motor en diciembre del año pasado, sino que también presentaron materiales que demuestran el circuito y el funcionamiento de EmDrive. En un futuro próximo, la instalación irá al espacio y será probada en condiciones reales. Li Feng, diseñador jefe, explicó que la tecnología deberá someterse a actualizaciones antes de su lanzamiento. Por ejemplo, para mantener el dispositivo en , se requiere una potencia de empuje de 100 mH a 1H, y el diseño actual no permite exprimir esa potencia del motor. Además, la ubicación del motor en una u otra parte del satélite teórico también afectará a su calentamiento y empuje.