Релятивистский двигатель


В дальний космос без топлива: двигатель, которого не может быть

Новость, всколыхнувшая научную общественность, прозвучала в конце июля. Как утверждали многочисленные таблоиды, NASA одобрило и по итогам испытаний признало работающим двигатель, который совсем не использовал топлива и создавал тягу за счет генерируемых магнетроном микроволн.

Тут же посыпались опровержения и пояснения. Спорыо странном силовом агрегате не утихают до сих пор и, видимо, не утихнут до создания полностью рабочей модели или до появления доказательств того, что устройство является мошенничеством. Так или иначе, налицо два факта: нет, специалисты NASA не объявили «волновой» двигатель работающим и не подтвердили, что с его помощью человечество полетит в дальний космос; да, специалисты NASA протестировали устройство и назначили даты новых испытаний. Значит, есть о чем поговорить.

Двигатель EmDrive британский инженер Роджер Шоуэр задумал еще в начале 2000-х годов и создал под его разработку небольшую компанию. Первое явление странного аппарата миру произошло шестью годами позже.

EmDrive представляет собой конусообразный резонатор, на более узком конце которого установлен мощный магнетрон — электронная лампа, генерирующая микроволны. Когда магнетрон работает, микроволны, отражаясь от тщательно рассчитанной формы резонатора, усиливаются от одного конца устройства к другому. По утверждению создателя, благодаря этому возникает едва заметный дисбаланс давлений, который и создает тягу — пусть крошечную, но зато не требующую огромного количества топлива и совершенно безотходную. Иначе концепт называется «резонансным двигателем» (а не «релятивистским», конечно, как не слишком метко обозвала его пресса).

А вот дальше начинается фантастика. Шоуэр утверждает, что благодаря непосредственному преобразованию электричества в тягу не происходит потери момента импульса, каковая неизбежно имела бы место при наличии промежуточных звеньев. И при этом двигатель будто бы не нарушает законов Ньютона. Звучит странно. Вообще-то любые электромагнитные волны имеют момент, и построить на этом принципе ракету можно, только вот сделано это задолго до Шоуэра, и эффективность такой системы практически равна нулю.

Волны Шоуэра заперты внутри резонатора — как он может передавать энергию внешнему устройству? Представьте себе радиоуправляемый вертолетик, к которому прикреплена коробка. Он взлетит и поднимет коробку. А теперь закрепите его внутри коробки, запустите и закройте крышку. Никакого полета не будет. Или другой вариант: представьте, что вы толкаете автомобиль, сидя внутри. Примерно так выглядит идея Шоуэра. Но британский департамент торговли и промышленности выделил инженеру грант, а NASA провела испытания как EmDrive Шоуэра, так и аналогичной системы, разработанной американским инженером Гвидо Феттой. Происходит что-то странное, но что?

Подозрительные испытания

Первая «ласточка», обозначившая научный интерес к EmDrive, пролетела в 2012 году, когда китайская команда, заинтересовавшаяся разработкой Шоуэра, построила собственный двигатель по такому же принципу и объявила, что в ходе испытаний получена тяга порядка 72 г. Этого, к слову, достаточно, чтобы приводить в движение небольшой испытательный спутник.

  • Электромагнитный двигатель ШоуэраПо утверждению Шоуэра, магнитные волны, попавшие в резонатор, создают внешнюю тягу. Ни доказать, ни опровергнуть это экспериментально пока не получается.

 

Параллельно аналогичное устройство представил американский разработчик Гвидо Фетта. Но после тестирования обеих систем специалисты NASA во главе с Гарольдом Уайтом выпустили официальный документ — тот самый, что поверг мировую общественность в шок. Озаглавлен он так: «Аномальное создание тяги с помощью опытного резонансного устройства». Да, в заголовке действительно есть слово «аномальный». Испытания показали следующие результаты: для CannaeDrive при частоте микроволн примерно 935 МГц была получена тяга около 30−50 мН (3−5 г), а для EmDrive при частоте 1933 МГц и напряжении 17 В тяга составила 91 мН. Испытания заняли восемь дней, шесть из них ушли на настройку и проверку оборудования, а два — непосредственно на замеры. Прибором для измерения послужил крутильный маятник, точнейшее из возможных устройств для подобных исследований, а проводили замеры в вакуумной камере, в которой обычно рассчитывают тягу ионных двигателей. Теоретическая мощность космического двигателя, основанного на этой технологии, может составлять до 0,4 Н на 1 кВт. Это позволяет в будущем построить корабль для полета на Марс — при наличии 2-мегаваттного реактора двигатель может создавать тягу в 800 Н, приводя в движение 90-тонный космический корабль, причем вся миссия с учетом 70-дневного пребывания на Красной планете займет всего восемь месяцев.

Будущее уже здесь? Видимо, пока нет.

Здоровый скептицизм

Что же смущает скептиков в этих исследованиях? Во-первых, подозрительное научное обоснование. Трудно поверить, но и Шоуэр, и китайская группа, и лаборатория NASA объясняют наличие тяги совершенно по-разному! Причем ни одно объяснение толком не соотносится с современной наукой.

Да, с теорией плоховато. Но ведь результаты, показанные на серьезных тестах, казалось бы, налицо. Дело в том, что тут тоже не все просто. Говорить об «одобрении NASA» в полной мере нельзя, потому что в этой организации 18 000 сотрудников и сотни подразделений. Испытания же проводило подразделение Eagleworks Labs, состоящее из пяти человек и специализирующееся на нестандартных движителях, — то есть эта лаборатория в разное время испытывала даже вечные двигатели! Да и руководитель лаборатории Уайт известен своими неортодоксальными научными идеями и стремлением совершить прорыв в физике любой ценой. Поэтому корректной, а не «желтой» формулировкой была бы следующая: «Экспериментальная лаборатория провела предварительные исследования резонансного двигателя». Не более того.

Во-вторых, смущает и то, что даже в отчете NASA многовато белых пятен. Из отчета не очень понятно, какая часть исследований проводилась в вакууме, а какая — в атмосфере. Есть также и странные пассажи, например такой: «Тяга наблюдалась с обеих сторон устройства, в том числе и с той, где мы не ожидали ее зафиксировать». Это означает, что двигатель работает при правильной установке и… при неправильной тоже. А если его вверх ногами перевернуть, он тоже будет работать?

Наконец, исследователи совершенно серьезно применяют термин «реактивная передача импульса через квантовый вакуум виртуальной плазмы», который не соотносится с современной физикой никоим образом. Потому что никакого «квантового вакуума виртуальной плазмы» не существует. В американских научных кругах применение такой терминологии называют эффектом «Стартрека», вспоминая легендарный научно-фантастический сериал «Звездный путь», сценарий которого пестрил псевдонаучными объяснениями различных технологий.

Борьба с лженаукой

От других подозрительных или откровенно псевдонаучных проектов и EmDrive Шоуэра, и CannaeDrive Фетты отличает одно: принцип работы озвучен, чертежи открыты, и любая лаборатория в мире может при желании построить аналог и испытать его (как и поступили китайцы). Зачем трем независимым и достаточно авторитетным группам исследователей в разное время объявлять об успехе проекта, если этот проект мошеннический?

На самом деле в современной теоретической физике множество белых пятен, и ученые этого не скрывают. Мы не знаем очень многого, в том числе связанного и с фундаментальными, основополагающими законами. Проблема в том, что «закрытие» этих пятен маленькими частными лабораториями маловероятно, зато информационная шумиха вокруг их работ может помешать более надежным научным изысканиям. Впрочем, наиболее вероятное объяснение полученных NASA результатов — это ошибка при исследованиях. Крутильный маятник — сверхчувствительный прибор, и он мог зафиксировать тягу, возникающую, например, при термальном расширении или сжатии устройства.

Работа продолжается

В EmDrive слишком много неясного, чтобы списывать этот двигатель со счетов. Исследователи пока не смогли доказать ни его несостоятельности, ни его работоспособности. Истина, как говорится, где-то рядом.

На 2015 год запланированы независимые тесты системы в одном из крупнейших исследовательских центров NASA, кливлендском Glenn Research Center. Там систему будут испытывать по схожей с Eagleworks Labs методике. Затем последуют испытания в лаборатории реактивного движения NASA близ Лос-Анджелеса. Наконец, в очередь на исследование встала еще одна группа независимых экспертов — лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (Балтимор), причем они будут использовать не крутильный маятник, а крутильные весы Кавендиша, то есть другой прибор.

Все это говорит о том, что уже к концу следующего года мы будем точно знать, является ли идея Шоуэра космическим прорывом или очередным псевдонаучным безумием. Мы искренне болеем за первое. Но счет, кажется, в пользу второго.

 

Русская «гравицапа»

Попытки построить движитель без расходования рабочего тела, то есть, по сути, без топлива, предпринимались и раньше. Известной псевдонаучной историей было создание и испытание четыре года назад устройства, прозванного в научных кругах «гравицапой», а полуофициально называвшегося гравитационным двигателем. Инициатором его создания стал физик Спартак Поляков, а разработчиком — заместитель генерального директора ГКЦ имени М. В. Хруничева Валерий Меньшиков.

В прессе в связи с появлением «гравицапы» поднялся значительный шум, а Меньшиков получил средства не только на разработку бестопливного движителя (о принципе работы которого не распространялся вообще), но и на испытательный запуск его в космос. Испытания состоялись на борту спутника «Юбилейный» в 2010 году — планировалось включить «гравицапу» суммарно на 207 секунд и отклонить спутник на 1 км. Но результат, как и следовало ожидать, оказался отрицательным. Комиссия РАН по борьбе с лженаукой по итогам испытаний добилась остановки финансирования псевдонаучного проекта, и о «гравицапе» с тех пор ничего не слышно.

 

Варп-двигатели

Одно из основных направлений деятельности лаборатории Eagleworks — исследование возможности создания варп-двигателей. Варп-двигатель — это гипотетическое устройство, которое, основываясь на искривлениях пространства-времени, способно перемещать космический корабль со скоростью, превышающей световую. Наиболее известен эксперимент лаборатории с интерферометром Уайта-Джудея. В ходе эксперимента сравниваются фазы двух лазерных лучей, один из которых прямой, а второй теоретически проходит через область искривления пространства, созданную тороидальным устройством разработки того же Уайта. Правда, к варп-двигателям лаборатория пока не приблизилась ни на шаг.

Статья «Двигатель, которого не может быть» впервые опубликована в №11 (145), ноябрь 2014.

maxpark.com

РЕЛЯТИВИСТСКИЙ АНТИГРАВИТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ - Физика высоких энергий

Самарская астрофизическая лаборатория, 1999г.

Виктор Петров

 

РЕЛЯТИВИСТСКИЙ АНТИГРАВИТАЦИОННЫЙ ДВИГАТЕЛЬ

 

Представлено теоретическое обоснование создания двигателя на основе релятивистских эффектов СТО. Обсуждены вопросы практического применения и технологические особенности конструкции.

 

  1. Рассмотрим диск радиусом R и массой m. Для удобства предположим, что вся масса равномерно и плоско распределена по окружности диска. Приведем диск во вращение по часовой стрелке Рис.1. Центробежные силы F и –F равны по величине и противоположно направлены. Придадим диску линейную скорость V. Поскольку масса зависит от скорости, m=m0/(1-V2/C2)1/2,  в верхней части полуокружности составляющая круговой скорости складывается со скоростью системы, а в нижней части вычитается. В общем случае разность между центробежной силой от верхней полуокружности и нижней составит:

 где

С – скорость света,

n -  частота вращения диска.

 

 

2. Анализ данной формулы показал, что:

а) при линейной скорости системы V, равной одной десятитысячной части от скорости света (примерно соответствует скорости обращения Земли вокруг Солнца), для достижения тяговооруженности равной единице (иначе говоря, равной весу самого диска), частота вращения диска должна составлять 6200 оборотов в секунду или 372000 оборотов в минуту;

б) при той же линейной скорости был рассмотрен вопрос о системе, состоящей из рабочего диска и привода. Общую массу системы предложено считать равной одной тонне. Тогда, для достижения предыдущего результата, диск необходимо раскручивать до скорости в 8670 оборотов в секунду.

в) вариант устойчивого лабораторного определения эффекта нами не рассматривался.

3. Был рассмотрен вопрос кругового размещения 10 дисков на платформе радиусом 10 метров. Массу всей системы при этом предложено считать равной 10 тоннам, где 3600 кГ приходится на массу рабочих дисков, а 6400 кГ на массу раскручивающего механизма. Для получения тяговооруженности равной единице, при прочих равных условиях, сама платформа должна вращаться со скоростью 480 оборотов в секунду.

4. Рассмотрение вопросов устойчивости и управляемости системы привел к целесообразности раскрутки двух платформ одна над другой в разные стороны. Управляемость может быть обеспечена механизмом ориентации дисков. Очень похоже на «летающую тарелку».

5. Основным остается вопрос прочности конструкции, который, возможно, может быть решен нестандартными методами. Например, вращение сверхтекучей жидкости.

6. Использование нанотехнологий при производстве вращающихся элементов конструкции, несомненно, упрощает решение вопросов её прочностных характеристик. В качестве подшипника предлагается использование магнитного подвеса.

7. Один из возможных способов применения релятивистского двигателя - использование его при длительных перелетах в космическом пространстве. Второй - коррекция орбиты спутников. Третий - и самый заманчивый - производство летательных аппаратов, не нуждающихся ни в атмосфере, ни в реактивной тяге.

astrolab01.livejournal.com

Космический корабль, не ограниченный потребностью в перевозке с собой топлива изобрели в Китае

Космический корабль, не ограниченный потребностью в перевозке с собой топлива, — вот что обещают нам авторы очередного чудо-двигателя. Более того, они провозглашают, что работающие образцы такой установки уже созданы и с ними ведутся эксперименты.Вы не можете сделать ракету, которая двигает что-то вперёд, одновременно не двигая чего-то назад, подсказывает нам третий закон г-на Ньютона и жизненный опыт.[more]

Но, кажется, по-китайски и тот и другой разговаривают не столь внятно. Иименно поэтому в Поднебесной построили свою версию магнетрона по схеме Роджера Сойера (Roger Shawyer).И импульс в ней, как нас уверяют, создаётся притом, что никакая масса не выбрасывается в направлении, противоположном движению, да ещё и никакая энергия теоретически не должна покидать систему. Если всё это так, то двигатель, не требующий выбросов расходуемого топлива, может работать неограниченное время, пока у бортовых систем не кончится энергия. Между прочим, в Солнечной системе, да ещё и близко к светилу, это миллиарды лет. Всё, мы спасены?

В общем, речь идёт об очередном сеансе магии, и вы, несомненно, готовитесь к его разоблачению, не так ли? Увы, ваши надежды мы пока не оправдаем — ведь разоблачению поддаётся только что-то несомненно продемонстрированное. Впрочем, расскажем историю с самого начала.

В 1950-е Аллен Каллен (Allen Cullen), инженер-электротехник из Университетского колледжа Лондона (Великобритания), предположил, что можно создать магнетрон с резонансной полостьютакой формы, что давление микроволн на одну его часть окажется выше, чем на другую. Слыша такое, Ньютон, несомненно, переворачивается в гробу, полагая, что у него галлюцинации, ибо сумма импульсов от фотонов вкамере любой формы должна равняться нулю.

</p>

Релятивистский двигатель в профиль (здесь и ниже иллюстрации Elvis Popovic / Dvice).

Затем британский же инженер Роджер Сойер предположил, что, если резонатор магнетрона будет усечённым конусом (асимметричным), релятивистские эффекты позволят получить на его вершине меньшее давление, чем на основании. Групповая скорость микроволн, постулирует он, зависит от диаметра резонатора — а значит, там, где диаметр меньше, давление микроволн будет выше. При этом у резонатора и микроволн окажутся разные системы отсчёта, уверен изобретатель, поэтому система будет открытой. А закон сохранения импульса не нарушается, так как момент, получаемый двигателем, равен моменту, теряемому микроволнами в резонаторе.

Правда, в его интерпретации на бесконечный разгон этот двигатель не способен. По мере роста ускорения в направлении вектора его импульса тяга падает, и при значительной скорости гипотетического космического аппарата дальнейший разгон в том же направлении становится невозможным (лавирование и прочее).

Научное сообщество полагает, что «изобретён» так называемый инерцоид— устройство, якобы способное осуществлять поступательное движение в пространстве без взаимодействия с окружающей средой, за счёт одного только перемещения рабочего тела (микроволн) внутри него самого. Ну а все мы слишком хорошо помним, как в 2008 году с космодрома Плесецк ракета-носитель «Рокот» вывела в космос малый космический аппарат «Юбилейный» — с нашим собственным (посконным, домотканно-кондовым) инерцоидом на борту. Естественно, ничего приличного, кроме громкого скандала, из «гравицапы по-русски» не вышло.

Но нелепые русские г-ну Сойеру не указ, он упорствует: ничего его EmDriveне нарушает, потому что для стенок резонатора магнетрона и для микроволн действуют разные системы отсчёта; иными словами, система не является закрытой. Ну и, конечно, опыты, куда же без них - видео.

Повторим: на наш взгляд, всё это типичные схемы принципиально неработающих машин. А из показанного на видео не следует, что сей образец EmDrive действительно не имеет ничего, кроме магнетрона и резонатора, то есть опыт неубедителен. В своё время подразделение Boeing, известное как Phantom Works,рассматривало похожий аппарат, но ему хватило ума не тратить деньги на работу по этой схеме. А уж если Phantom Works не взяла какую-то сумасшедшую идею — значит, она слишком сумасшедшая даже по стандартам этой очень увлекающейся структуры.

Одиниз первых образцов, по уверениям г-на Сойера, превосходит по тяге ионный двигатель SMART-1 и при этом не нуждается в ксеноне.

И всё равно группа профессора Ян Цзюаня (Yang Juan) из Северо-Западного политехнического университета(КНР) опубликовала в Acta Physica Sinica работу, в которой утверждаетсяобратное. В проведённом ею эксперименте версия EmDrive может давать импульс в 180-750 мН при вводимой тепловой мощности до 2 500 Вт. Иными словами, магнетрон, по мощности равный обычной микроволновке (также оснащаемой магнетронами), даёт больше тяги, чем стандартный ионный двигатель НАСА, расходующий при этом ещё и недешёвый ксенон.

Если вам кажется, что 750 мН всё же мало, подумайте ещё раз. При сверхпроводниковом резонаторе, по уверениям Роджера Сойера, тяга должна быть равна трём тоннам на киловатт энергии ввода (то есть вплоть до летающих автомобилей).

Что на это можно сказать... Теории, где, предположительно, нарушается закон сохранения импульса, отчего-то плохо воспринимаются современной наукой. Нет, мы не призываем к сжиганию ведьм, но до сего дня весь опыт человечества доказывал правомерность упомянутого постулата. Единственное, что может решить вопрос окончательно, — это практика. То есть детальное описание эксперимента (которого в работе китайцев нет), сего последующим воспроизведением сторонними лабораториями из других стран. А пока словосочетание «китайская наука» имеет настолько же негативные коннотации в научном мире, как и десять лет назад словосочетание «китайское качество» в машиностроении. В общем, экспериментаторы из КНР не сумели убедить нас в точке зрения г-на Сойера.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Acta Physica Sinica, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Dvice

http://earth-chronicles.ru/news/2013-02-11-39198

terrao.livejournal.com

Справочник автора/Теория относительности — Posmotre.li

« There was a young lady named Bright,Whose speed was far faster than light;She set out one dayIn a relative way,And returned home the previous night. »
— Лимерик Артура Генри Реджинальда Буллера, посвящённый сабжу
« Сегодня в полдень пущена ракета.Она летит куда скорее светаИ долетит до цели в семь утраВчера… »
— Перевод Маршака. К сожалению, лимерика не получилось

Теория относительности — основа механики и прочей физики, частным случаем которой является обыденная земная механика. Значима в первую очередь для космоса, в котором земная механика бесполезна. Теория относительности является второй по трудности и заумности теорией в физике; первая — квантовая механика, которая применяется для очень маленьких объектов и расстояний (а теория относительности — для очень больших).

Теория относительности Галилея-Ньютона[править]

Теория относительности старше, чем кажется. Еще в XVI—XVII веках ученые стали задумываться о том, есть ли разница между покоем и равномерным прямолинейным движением, и пришли к выводу, что разницы-то никакой и нет. Что является покоем относительно одной системы отсчёта, в другой будет равномерным прямолинейным движением. Основным белым пятном в этой теории был вопрос о том, есть ли некая «истинная» система отсчёта, за которую долгое время принималась субстанция под названием «мировой эфир». Опыты Майкельсона-Морли (конец XIX века) показали, что мирового эфира нет…

Специальная теория относительности Эйнштейна[править]

… что и привело к возникновению современной теории относительности, подразделяющейся на специальную и общую. Печкой, от которой плясал Эйнштейн, является свет (электромагнитные волны). Скорость света в вакууме — единственная абсолютная величина; она не складывается, не вычитается и является пределом, превысить который не может ни одно материальное тело или поле ни в какой системе отсчёта. Всё остальное — относительно; причём в отличие от предыдущей теории, от вашей системы отсчёта зависят не только скорости окружающих тел, но и их линейные размеры и течение времени.

Изменяются они так. Чем ближе ваша скорость приближается к скорости света (относительно неважно, чего), тем более коротким, и растянутым во времени вы становитесь относительно этого самого «чего» (а оно, соответственно, относительно вас). Если вы начнете разгоняться относительно окружающей вас Вселенной, то вскоре начнете ощущать следующие релятивистские эффекты, которые будут возрастать при приближении к скорости света:

  • Вселенная начнет для вас сжиматься в длину вдоль оси вашего полёта. При достаточном разгоне парсеки вам могут показаться километрами. Для наблюдателя с Земли, соответственно, плоским становитесь вы.
  • Вселенная становится для вас сжатой во времени. За секунду, проходящую на борту вашего корабля, снаружи пройдут годы. Для наблюдателя с Земли вы станете, наоборот, растянутым во времени, заторможенным, как в очень замедленной съёмке.

С массой же всё сложнее. Часть учёных считает, что при увеличении скорости увеличивается и масса, однако в наше время всё большее число поддерживает концепцию, что масса — величина инвариантная. Но в любом случае при увеличении скорости увеличиваются импульс и полная энергия тела, и при ненулевой массе даже при достижении скорости света они стали бы бесконечными. Поэтому свет вы не обгоните, и даже догнать его сможете только при нулевой массе.

Благодаря этим эффектам становится возможным межзвездное путешествие: вы можете, достаточно разогнавшись, сократить расстояние и отмахать парсеки за пять минут. Проблема в том, что относительно остальной Вселенной, сокращались-то вы, и летели века и тысячелетия. Поэтому, когда вы вернетесь на Землю, там умрут все ваши родные и близкие и воцарится коммунизм (постапокалипсис, сингулярность, нужное подчеркнуть, ненужное зачеркнуть). Поэтому как-то мало желающих использовать эффекты Эйнштейна для межзвёздных путешествий.

Экспериментально релятивистские эффекты подтверждались на примере элементарных частиц (срок жизни которых возрастает по мере роста их скорости) и на примере спутниковых систем связи и навигации (очень точные часы которых сбивались, пока не начали делать поправки на сжатие времени).

Общая теория относительности Эйнштейна[править]

Варп по Алькубьерре

Это была, сильно вкратце, специальная теория относительности. Общая же примечательна тем, что объясняет природу гравитации как искривление пространства, и именно на ней основаны все известные современной науке теоретические способы тирьямпампации (общая теория важнее специальной и отменяет её). Вот они, вкратце.

  • Червоточины. Искривления пространства, имеющие вид четырехмерных тоннелей, проход через которые сильно короче обычного пути от одного конца к другому. В результате получается Сеть гиперпространственных туннелей. Проблема в том, что наука имеет очень общее представление, как прорывать эти червоточины и поддерживать их открытыми; но точно известно, что для этого нужны совершенно звёздные количества экзотической материи с отрицательной массой.
  • Двигатель Алькубьерре, или варп-двигатель. Тут всё уже поинтереснее, потому что тема активно разрабатывается. Суть этого двигателя в том, что двигать надо не тело (корабль), а кусок пространства, в котором он находится; ограничений на скорость движения кусков пространства в теории относительности нет. Формируется «пузырь», в передней части которого сконцентрирована положительная масса, в задней — отрицательная. Пузырь начинает двигаться вместе со всем содержимым; как только он превышает скорость света, он покрывается горизонтом событий и становится ненаблюдаем извне, так, чтобы ни из какой системы отсчёта нельзя было наблюдать внешний мир и внутренность пузыря, движущуюся относительно него быстрее света, одновременно. Корабль же внутри пузыря, относительно его, покоится.

Внешние эффекты двигателя Алькубьерре похожи на Star Trek и Star Wars одновременно. От первого у него пузырь искривленного пространства и само название «варп». От второго — то, что в момент пересечения светового барьера корабль исчезает и оказывается в некоем изолированном пузыре пространства, подобно «гиперу». Как из пузыря нельзя выглянуть и посмотреть, что снаружи, так и нельзя его увидеть снаружи и заглянуть внутрь. Лопнуть пузырь изнутри тоже нельзя; он должен лопнуть сам, от внешних причин, например, от гравитации звезды-цели. Нельзя и изменить направление полета в середине пути.

Ещё одним интересным свойством, приписываемым теоретическому двигателю Алькубьерре, является то, что на пузырь налипают частицы межзвёздного газа и излучения, и в момент лопания пузыря выбрасываются вперёд в виде вспышки энергии. Это ограничивает дальность варп-скачка; слишком долгий может привести к тому, что корабль разнесет в хлам выходной вспышкой.

Изначальный проект Алькубьерре раскритиковали вдоль и поперёк, у него оказалась куча фатальных недостатков: и экзотической материи-то для него требовалось больше, чем масса Вселенной, и внутренность пузыря-то раскалялась до планковских температур. Но работа над варпом продолжалась, и вскоре были получены более интересные результаты. Так, Кливер и Обоуси из университета Бэйлора показали, что достаточно и массы Юпитера; а Гарольд «Санни» Уайт из НАСА полагает, что если изменить форму пузыря, можно свести требования отрицательной массы всего лишь к сотням килограмм, и решить несколько других проблем. Тот же Уайт придумал и проводит первые, довольно примитивные эксперименты по теме, и если они окажутся успешными, то, возможно, тирьямпампация ближе, чем мы думаем.

Теория квантовой гравитации[править]

Гибрид ужа и ежа, объединяющая ОТО и квантовую механику (которые в том виде, в котором мы их знаем, несовместимы). Этой теории пока ещё нет, и многие считают, что это основная преграда на пути к тирьямпампации (те или иные следствия этой теории могут облегчить получение экзотических условий, необходимых для червоточин или варп-двигателя). С другой стороны, эта теория может взять и закрыть то или другое. Вообще говоря, чтобы раз и навсегда закрыть точным «да» или «нет» (скорее «да», чем «нет», но не загадываем) вопрос о тирьямпампации, нам нужно следующее:

  • Теория квантовой гравитации;
  • Подтверждение и изучение бозона Хиггса (получен), поля Хиггса и природы массы, умение управлять массой;
  • Четкое понимание того, что такое темная энергия и темная материя: как с ними работать, если это реальные вещи, и что вместо них, если это птолемеевы колёса.

Квантовая Теория Полей Движения (КТПД)[править]

Малоизвестная теория, пытающаяся объединить СТО, модифицированную ОТО(теорию Калуцы — Клейна) и квантовую механику.

posmotre.li

В NASA испытали двигатель, который невозможен с точки зрения законов физики

Великолепное подтверждение тому, о чём говорил наш физик С. Салль. Да и опубликованные намедни материалы ВП СССР о нынешней науке также могут быть проиллюстрированы нижеследующим сообщением. Как пример спонтанного прорыва носителя экзотерической науки в область эзотерических знаний, которые предназначены лишь для глобальной элиты. Остаётся лишь поражаться, как Управители (и зачем?) допустили публикацию подобной информации.

И ещё любопытный момент. Публикуемая статья встретилась именно после идущих практически подряд публикаций о состоянии науки..

***

До вчерашнего дня все международное научное сообщество смеялось над этим двигателем и над его создателем, британским изобретателем Роджером Шоером. Почему? Потому что созданный им двигатель EmDrive физически невозможен, потому что он полностью противоречит фундаментальным законам физики. Однако вчера скептикам пришлось убрать свои скептические ухмылки с лиц, потому что квантовый вакуумный плазменный двигатель действительно работает, хотя ученые пока и не могут объяснить, почему..

Созданный Шоером двигатель очень легок и прост в своей конструкции. Он создает необходимую тягу «путем колебаний микроволн вокруг вакуумного контейнера». При этом электричество, которое необходимо для создания микроволн, можно добывать из солнечного света. Другими словами, этот двигатель не требует использования топлива и фактически может работать вечно или по крайней мере до момента механической поломки..

Портал Gizmodo отмечает, что на первый взгляд идея такого двигателя действительно кажется бредовой. В теории такая установка просто не должна работать. В итоге от этой идеи все мировое научное сообщество решило побыстрее откреститься. За исключением команды китайских ученых. Они построили такой же двигатель в 2009 году, и он тоже работал. Китайцы создали двигатель с тягой 720 миллиньютон, что оказалось достаточным для использования его, например, на каком-нибудь спутнике. И тем не менее в этот двигатель никто не поверил.

.

.

Однако американский ученый Гуидо Фетта и команда из NASA Eagleworks - ребята занимаются разработкой новых технологий космических двигателей, - под руководством доктора Гарольда Уайта из космического центра имени Линдона Джонсона опубликовали статью, в которой рассказывают, что подобный двигатель, созданный ими на базе тех же принципов, которые предложил Шоер, действительно работает и создает тягу, хотя это и противоречит фундаментальному закону физики о сохранении импульса..

«Тестовые испытания показали, что уникальная конструкция микроволнового двигателя действительно позволяет создавать силу, которую невозможно описать с классической точки зрения электромагнетического явления, и все же установка предполагает взаимодействие с квантовым вакуумом виртуальной плазмы»..

В целом идея созданного двигателя, работа которого противоречит основным принципам закона о сохранении импульса, может показаться безумной. Но больше впечатляет здесь то, что такой двигатель создали две независимые команды экспертов. Весьма вероятно, что факт работы подобного двигателя является простой ошибкой, которая была допущена двумя командами при его конструировании, однако, как отмечает Gizmodo, эту идею в недалеком будущем наверняка захотят проверить российские и европейские ученые.

.

Обозрение "Terra & Comp".

.

От Редакции АТ

EmDrive или релятивистский двигатель —двигательная установка для космических аппаратов, предложенная инженером Роджером Шоером. Магнетрон генерирует микроволны. Энергия колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности..

В августе 2013 года двигатель протестировали в лаборатории Eagleworks (космический центр имени Джонсона НАСА), которую возглавляет Гарольд Уайт с положительными результатами[1]. По мнению Гарольда Уайта такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума..

Тестирование проводилось на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в один микроньютон, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали, но при температуре окружающего воздуха и атмосферном давлении, поскольку радиочастотный усилитель использует электролитический конденсатор, не способный работать в жестком вакууме..

Испытания резонатора в НАСА были проведены на очень низкой мощности (в 50 раз меньше, чем при эксперименте Шоера в 2002 году и в 150 раз меньше, чем при китайском эксперименте в 2010 году), но чистая тяга при пяти запусках составила 91,2 мкН при 17 Вт входной мощности. Кратковременная наибольшая тяга составила 116 мкН при той же мощности.

[1] David A. Brady et al. Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum  // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics. — 2014.

ss69100.livejournal.com

В NASA испытали двигатель, который невозможен с точки зрения законов физики.

Институт Физики Вакуума - Публикации

Информация 

В NASA испытали двигатель, который невозможен с точки зрения законов физики

 

 

До вчерашнего дня все международное научное сообщество смеялось над этим двигателем и над его создателем, британским изобретателем Роджером Шоером. Почему? Потому что созданный им двигатель EmDrive физически невозможен, потому что он полностью противоречит фундаментальным законам физики. Однако вчера скептикам пришлось убрать свои скептические ухмылки с лиц, потому что квантовый вакуумный плазменный двигатель действительно работает, хотя ученые пока и не могут объяснить, почему. 

Созданный Шоером двигатель очень легок и прост в своей конструкции. Он создает необходимую тягу «путем колебаний микроволн вокруг вакуумного контейнера». При этом электричество, которое необходимо для создания микроволн, можно добывать из солнечного света. Другими словами, этот двигатель не требует использования топлива и фактически может работать вечно или по крайней мере до момента механической поломки. 

Портал Gizmodo отмечает, что на первый взгляд идея такого двигателя действительно кажется бредовой. В теории такая установка просто не должна работать. В итоге от этой идеи все мировое научное сообщество решило побыстрее откреститься. За исключением команды китайских ученых. Они построили такой же двигатель в 2009 году, и он тоже работал. Китайцы создали двигатель с тягой 720 миллиньютон, что оказалось достаточным для использования его, например, на каком-нибудь спутнике. И тем не менее в этот двигатель никто не поверил. 

Однако американский ученый Гуидо Фетта и команда из NASA Eagleworks - ребята занимаются разработкой новых технологий космических двигателей, - под руководством доктора Гарольда Уайта из космического центра имени Линдона Джонсона опубликовали статью, в которой рассказывают, что подобный двигатель, созданный ими на базе тех же принципов, которые предложил Шоер, действительно работает и создает тягу, хотя это и противоречит фундаментальному закону физики о сохранении импульса. 

«Тестовые испытания показали, что уникальная конструкция микроволнового двигателя действительно позволяет создавать силу, которую невозможно описать с классической точки зрения электромагнетического явления, и все же установка предполагает взаимодействие с квантовым вакуумом виртуальной плазмы». 

В целом идея созданного двигателя, работа которого противоречит основным принципам закона о сохранении импульса, может показаться безумной. Но больше впечатляет здесь то, что такой двигатель создали две независимые команды экспертов. Весьма вероятно, что факт работы подобного двигателя является простой ошибкой, которая была допущена двумя командами при его конструировании, однако, как отмечает Gizmodo, эту идею в недалеком будущем наверняка захотят проверить российские и европейские ученые.

 

Обозрение "Terra & Comp". 

От Редакции АТ

EmDrive или релятивистский двигатель —двигательная установка для космических аппаратов, предложенная инженером Роджером Шоером. Магнетрон генерирует микроволны. Энергия колебаний накапливается в резонаторе высокой добротности.

В августе 2013 года двигатель протестировали в лаборатории Eagleworks (космический центр имени Джонсона НАСА), которую возглавляет Гарольд Уайт с положительными результатами[1]. По мнению Гарольда Уайта такой резонатор может работать посредством создания виртуального плазменного тороида, который реализует тягу с помощью магнитной гидродинамики при квантовых колебаниях вакуума.

Тестирование проводилось на крутильном маятнике для малых сил, который способен обнаруживать силы в один микроньютон, в герметичной вакуумной камере из нержавеющей стали, но при температуре окружающего воздуха и атмосферном давлении, поскольку радиочастотный усилитель использует электролитический конденсатор, не способный работать в жестком вакууме.

Испытания резонатора в НАСА были проведены на очень низкой мощности (в 50 раз меньше, чем при эксперименте Шоера в 2002 году и в 150 раз меньше, чем при китайском эксперименте в 2010 году), но чистая тяга при пяти запусках составила 91,2 мкН при 17 Вт входной мощности. Кратковременная наибольшая тяга составила 116 мкН при той же мощности.

 

[1] David A. Brady et al. Anomalous Thrust Production from an RF Test Device Measured on a Low-Thrust Torsion Pendulum  // 50th AIAA/ASME/SAE/ASEE Joint Propulsion Conference. American Institute of Aeronautics and Astronautics. — 2014. 

 

<hr/>Информация , В NASA испытали двигатель, который невозможен с точки зрения законов физики // «Академия Тринитаризма», М.,Эл № 77-6567, публ.19440, 22.08.2014

maxpark.com

Релятивистская механика — WiKi

Общие принципы

  Область применения релятивистской механики

В классической механике пространственные координаты и время являются независимыми (при отсутствии голономных связей, зависящих от времени), время является абсолютным, то есть течёт одинаково во всех системах отсчёта, и действуют преобразования Галилея. В релятивистской же механике события происходят в четырёхмерном пространстве, объединяющем физическое трёхмерное пространство и время (пространство Минковского) и действуют преобразования Лоренца. Таким образом, в отличие от классической механики, одновременность событий зависит от выбора системы отсчёта.

Основные законы релятивистской механики — релятивистское обобщение второго закона Ньютона и релятивистский закон сохранения энергии-импульса — являются следствием такого «смешения» пространственных и временной координат при преобразованиях Лоренца.

Функция Лагранжа свободной частицы в релятивистской механике

Запишем интеграл действия, исходя из принципа наименьшего действия: S=−∫abαds{\displaystyle S=-\int \limits _{a}^{b}\alpha ds} , где α{\displaystyle \alpha } -положительное число. Как известно из специальной теории относительности (СТО) ds=c1−v2/c2dt{\displaystyle ds=c{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}dt} , подставляя в интеграл движения, находим: S=−∫t1t2αc1−v2/c2dt{\displaystyle S=-\int \limits _{t_{1}}^{t_{2}}\alpha c{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}dt} . Но, с другой стороны, интеграл движения, можно выразить через функцию Лагранжа: S=∫t1t2Ldt{\displaystyle S=\int \limits _{t_{1}}^{t_{2}}{\mathcal {L}}dt} . Сравнивая последние два выражения, нетрудно понять, что подынтегральные выражения должны быть равны, то есть:

L=−αc1−v2/c2{\displaystyle {\mathcal {L}}=-\alpha c{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}} .

Далее, разложим последнее выражение по степеням vc{\displaystyle {\frac {v}{c}}} , получим:

L≃αc+αv22c{\displaystyle {\mathcal {L}}\simeq \alpha c+{\frac {\alpha v^{2}}{2c}}} , первый член разложения не зависит от скорости, а значит не вносит никаких изменений в уравнения движения. Тогда, сравнивая с классическим выражением функции Лагранжа: mv22{\displaystyle {\frac {mv^{2}}{2}}} , нетрудно определить константу α{\displaystyle \alpha } :

α=mc{\displaystyle \alpha =mc} . Таким образом, окончательно получаем вид функции Лагранжа свободной частицы:

L=−mc21−v2/c2{\displaystyle {\mathcal {L}}=-mc^{2}{\sqrt {1-v^{2}/c^{2}}}} .

Рассуждения, приведенные выше, можно рассматривать не только для частицы, но и для произвольного тела, лишь бы его части двигались как одно целое.

Поскольку квадрат 4-вектора импульса Pα{\displaystyle P_{\alpha }}  является постоянной величиной:

PαPα−m2c2=0,{\displaystyle P_{\alpha }P^{\alpha }-m^{2}c^{2}=0,} 

то релятивистская частица может рассматриваться как механическая система с неголономной связью в 4-мерном псевдоевклидовом пространстве[1][2][3].

Источники

См. также

Литература

  • Паули В. Теория относительности. М.: Наука, 1991. 328 с.
  • Принцип относительности. Сборник работ по специальной теории относительности. М.: Атомиздат, 1973.
  • Ландау, Л. Д., Лифшиц, Е. М. Теория поля. — Издание 3-е, переработанное. — М.: Физматгиз, 1960. — 512 с. — («Теоретическая физика», том II).
  • Уиттекер Э. История теории эфира и электричества. Современные теории 1900—1926. Пер с англ. Москва, Ижевск: ИКИ, 2004. 464с. ISBN 5-93972-304-7 (Глава 2)

ru-wiki.org


Смотрите также