一位科学家刚揭露一个关于电磁驱动引擎(EmDrive)的新概念,操作时不需要燃料的’不可能的引擎’,在实际上行得通;但还没有计划驶向恒星。
未来的太空旅行?
电磁驱动引擎(EmDrive)好像又在搞花样了。最近,来自英国普利茅斯大学(Plymouth University)的Mike McCulloch揭露了一项理论,专门解释这个打破物理学的旅行方式是如何能够真正行得通。而且他的理论关于这种运输方式让拥护者们非常兴奋。
但在我们走进这个新近提出的理论之前,对电磁驱动引擎到底是什么,做一个快速的总结。
简短地说,电磁驱动引擎能够允许我们在今天以我们只能靠梦想的方式来探索我们的宇宙…如果能够被发展出来的话。也就是说,它能够行得通(或应该行得通)是由于微波的缘故。这项声称是,你让微波在一个截短的圆锥体内来回地弹,而结果是产生一个朝向圆锥体狭窄末端的推力。
这似乎太过于简单,是吗?毕竟你才正在转换动能到另一种形式的能量。
喔!这里有一个反对者认为:当设备开始移动时,总动量会增加。这好像是你把自己放进一个箱子内,在一端用力推,要来产生推力。听起来很蠢,不是吗?嗯!另一个反对者认为:直到今天,全世界的一些研究小组打造他们自己版本的电磁驱动引擎来产生推力,但结果只有一小量产生。
唉!我们不知道这些增加的动量从哪里来。批评者断言这违反了动量守恒定律(law of conservation of momentum)(管理我们宇宙的基本物理学之一)。此外,科学家断言有其他作用在本质上能够制造出一个假的正极,来产生这个增加的推力。
为此,一堆科学家一直在尝试理解是否这是不正常的,或者假如它行得通(如果是,如何做到。)这是McCulloch切入的地方。
电磁驱动引擎: Elvis Popovic
新的想法
简短地说,新的理论是基于关于惯性的想法,以及物体以非常小的加速度在移动的方式,它必定与叫做"盎鲁效应(Unruh effect)的事物有关。盎鲁效应宣称一个加速中的物体,会经历黑体辐射(black body radiation);意味着当你加速时,宇宙会热起来。在这点上,根据McCulloch,惯性是盎鲁辐射施加在加速物体上的压力。
如同MIT提到,“在非常小的加速下,盎鲁辐射的波长变得如此之大,他们不再适合于可观测的宇宙中。当发生时,惯性只能够拿取某些全波长的值,如此地从一个值跳到下一个。换句话说,在这些小型加速中,惯性必须被量化。”
因此,在前述截短的圆锥体内的光子惯性,在它们来回地弹跳时,必须要改变。但是为了要使动量守恒,这样就一定要产生推力。
在电子邮件访问中,罗彻斯特理工学院天文物理学家Brian Koberlein总结:
(基本上) 盎鲁效应说明由于背景量子变动(background quantum fluctuation),一个加速的物体应该会看到一个热背景辐射(thermal background)。盎鲁效应的计算是直接的,而且没有争议的。盎鲁辐射(基本上)是理想的,在这个热背景辐射的侦测,你能触发真实粒子的辐射。换句话说,’在真空之外’,你能创造出真的辐射。所以,他们正在宣称盎鲁辐射是真的,而且造成电磁效应(EM effect)。
所以,这个解答是我们需要的吗?嗯!也许不是。
最后,有些人企图用一些方法来解释电磁驱动引擎。直到今天,没有一样被看出来提供了最终的答案。当MuCulloch的想法是以成立已久的理论概念为基础,他以非常规的(而且有争议的)方法来应用这个想法。
Koberlein提到到这项研究,在它本身上,当然是有价值的。声明他们正在尝试让结果适合一个模型,以及正在寻找可试验的预测,两者都是重要的。然而他澄清说,我们需要维持一份健康剂量的怀疑态度。
关于盎鲁效应造成惯性的想法,他宣称:“量化惯性的想法至少让一些预测是可被测试的。所以,那是不差的。然而,在关于电磁驱动引擎上被看到的推力,这不意味着它是形成推力的原因。”他继续说:“电磁效应能够说明飞越异常(flyby anomaly)的想法只是淡茶。首先,正由于它能够被做成适合在特定假设下,它和预测一个效应是不一样的。其次,有很多对于飞越效应(flyby effet)所提出的解释,大部分是相当平凡的,而且不需要奇特的物理学(像是无线电唧声)。”
所以,似乎它可能有一点过早来断定我们已经想出电磁驱动引擎是如何真正地运作。如同Koberlein结论:“他们依然有的最大挑战,就是这些结果(推力)是如此异常的小,很多事物能够解释他们,尽管它们还没在那里。”