الطاقة من لا شيء: كيف يحاول المهندسون صنع آلة دائمة الحركة

ما هو EmDrive؟

EmDrive هو نظام دفع يتكون من مغنطرون ورنان، وهو ليس كذلك

فعالة وفق الأفكار العلمية الحديثة.

تم اقتراح تثبيت EmDrive لأول مرةالمهندس البريطاني روجر شوير عام 1999. يولد المغنطرون المستخدم فيه موجات ميكروويف، وتتراكم طاقة تذبذباتها في مرنان عالي الجودة، ووفقًا للمؤلف، فإن الموجة الدائمة من التذبذبات الكهرومغناطيسية في مرنان مغلق ذو شكل خاص هي مصدر للدفع.

خارج الرنان ، لا تنبعث المادة فقط ،ولكن أيضًا الإشعاع الكهرومغناطيسي ؛ وبعبارة أخرى ، فإن EmDrive ليس محركًا للفوتون. ولكن حتى إذا تم إطلاق الموجات الدقيقة الناتجة عن المغنطرون بالكامل في اتجاه واحد ، فإن الدفع الذي تم الحصول عليه سيكون أقل بكثير من الدفع المعلن من EmDrive.

عدم وجود سائل عمل مستهلك لهذا الغرضمن الواضح أن المحرك ينتهك قانون الحفاظ على الزخم، ولم يقترح مؤلفو التطورات أي تفسير مقبول بشكل عام لهذا التناقض - نشر شوير نفسه عملاً غير خاضع لمراجعة النظراء مع شرح، لكن علماء الفيزياء لاحظوا أن نظرية الإشعاع الضغط أكثر تعقيدًا من الجهاز المبسط الذي استخدمه شوير، وتفسيراته متناقضة بشكل عام.

لم يتم تقديم البيانات التجريبية لفترة طويلةتأكيد أو دحض لا لبس فيه لتشغيل مثل هذا التثبيت ، والذي كان أيضًا بسبب الحجم الصغير للتأثير المتوقع ، مقارنة بأخطاء القياس.

وأوضح الفيزيائيون ما وجده المجربوننتائج إيجابية قليلة بسبب أخطاء في التجارب. الدراسة المستقلة الوحيدة المنشورة في مجلة علمية والتي أظهرت نتيجة إيجابية كانت تجربة أجرتها المجموعةإيجل وركس2016، مما أدى إلى القضاء على العديد من مصادر الأخطاء المحتملة.

ومع ذلك ، أظهر عمل مجموعة بحثية من جامعة دريسدن للتكنولوجيا أن "الدفع" المقاس EmDrive ينشأ من تأثير العوامل الخارجية ، وليس بسبب الجهاز نفسه.

الاختبارات التجريبية

• مصنعي النباتات

تم تقديم EmDrive لأول مرة من قبل مهندس الطيران البريطاني روجر شوير في عام 1999. في ديسمبر 2002، تأسست الشركة على يد شويرأبحاث دفع الأقمار الصناعيةتم تقديم أول نموذج أولي من المفترض أنه يعمل، حيث طور قوة قدرها 0.02 نيوتن.

في أكتوبر 2006 ، عرضت نفس الشركة نموذجًا أوليًا بقوة دفع معلنة تبلغ 0.1 نيوتن في عام 2015 ، تم تقديم نسخة أخرى من محرك EMDrive مع تجويف فائق التوصيل.

في الفترة 2006-2011. شركة أمريكيةCannae LLCتحت قيادة Guido Fetta، تم إنشاء "Cannae Drive" (المعروف أيضًا باسم "Q-drive") - وهو المحرك الذي تم الإعلان عن مبدأ تشغيل مماثل له.

• مجموعة يانغ جوان

في الفترة 2008-2010.في جامعة نورث وسترن الصينية للفنون التطبيقية ، تحت قيادة البروفيسور يانغ جوان ، تم إنشاء نموذج أولي يُزعم أنه طور جهدًا قدره 0.72 N. في عام 2016 ، تم دحض نتائج هذه المقالة من قبل مؤلفيها ، حيث تم العثور على خطأ في القياسات ، بعد التصحيح الذي كان الدفع المقاس في حدود ضوضاء القياس.

• مجموعة هارولد وايت

منذ عام 2013، تم اختبار محرك Cannae Drive في المختبرإيجل وركس. يعمل هذا المختبر في مركز الفضاءجونسون تحت رعاية وكالة ناسا بميزانية صغيرة نسبيًا تبلغ 50 ألف دولار سنويًا ويتخصص في دراسة التقنيات التي تتعارض مع الأفكار العلمية المقبولة عمومًا.

تم تنفيذ العمل تحت إشراف هارولدأبيض. اعتقد وايت أن مثل هذا الرنان يمكن أن يعمل عن طريق إنشاء حلقي بلازما افتراضي ينفذ الدفع باستخدام الديناميكا المائية المغناطيسية لتذبذبات الفراغ الكمومي.

وتم الحصول عليه خلال التجارب في 2013-2014والنتيجة الشاذة هي قوة دفع تبلغ حوالي 0.0001 نيوتن. تم إجراء الاختبار على بندول التواء ذو ​​قوة صغيرة، وهو قادر على اكتشاف قوى تبلغ عشرات الميكرونيوتن، في غرفة مفرغة من الفولاذ المقاوم للصدأ في درجة حرارة الغرفة والضغط الجوي الطبيعي.

تم إجراء اختبارات الرنان بسرعة فائقةطاقة منخفضة (50 مرة أقل مما كانت عليه في تجربة Scheuer في عام 2002) ، لكن الدفع الصافي لخمس عمليات إطلاق كان 91.2 μN مع طاقة إدخال 17 W. كان الحد الأقصى للدفع قصير المدى هو 116 μN بنفس القوة.

نشر العملإيجل وركسأدى ذلك إلى وصف EmDrive أحيانًا بأنه "تم اختباره بواسطة وكالة ناسا"، على الرغم من أن الموقف الرسمي للوكالة هو أنه "مشروع صغير لم يؤد بعد إلى نتائج عملية".

وفي نوفمبر 2016، تم نشر العمل،تم تنفيذه من قبل مهندسي مختبر ناسا إيجلوركس، حيث تم أخذ العديد من مصادر الأخطاء المحتملة في الاعتبار وإزالتها، وتم قياس دفع EmDrive وتم التوصل إلى استنتاج حول إمكانية تشغيل هذا التثبيت.

وفقًا لهذه المقالة ، كان المحرك قادرًا على تطوير قوة الدفعفي 1.2 ± 0.1 mN / kW في الفراغ بقوة 40 و 60 و 80 وات. تفترض المقالة أنه يمكن تفسير أداء المحرك باستخدام نظرية الموجة التجريبية.

• مجموعة مارتن تيمار من جامعة دريسدن للتكنولوجيا

في يوليو 2015 ، تم إجراء الاختبارات تحت إشراف مارتن تيمار في الجامعة التقنية بدريسدن. لم تؤكد النتائج ، لكنها لم تدحض وظيفة EmDriver.

تم نشر نتائج جديدة في عام 2018مجموعة Martin Taimar ، والتي وفقًا لها ، فإن الدفع الذي لوحظ في التجارب مع EmDrive (بما في ذلك ، على ما يبدو ، تجارب مجموعة Eagleworks) ، يرتبط إلى حد ما بعدم كفاية التدريع للتركيب من المجال المغناطيسي للأرض بدلاً من نظام الدفع نفسه : أظهرت القياسات وجود قوة دفع صغيرة في نفس الاتجاه حتى عند تغيير اتجاه التثبيت أو قمع الموجات الكهرومغناطيسية التي تدخل التجويف.

أظهرت الاختبارات الإضافية لمجموعة Taimar أخيرًا أن EmDrive لا يخلق قوة جر.

• اختبارات الفضاء الصينية المزعومة

في ديسمبر 2016، نقلا عنذكرت صحيفة إنترناشيونال بيزنس تايمز في مؤتمر صحفي لإحدى الشركات التابعة للأكاديمية الصينية لتكنولوجيا الفضاء (CAST)، أن الحكومة الصينية تمول أبحاث المحركات منذ عام 2010، وتم إرسال نماذج EmDrive الأولية إلى الفضاء للاختبار على متن Tiangong-2 مختبر الفضاء "

دكتور تشين يو (تشن يو) من CAST، وفقًا للنشرالأعمال الدولية تايمز، أكد حقيقة أن نموذجًا أوليًا لمحرك تم تصنيعه للاختبار في مدار أرضي منخفض.

في سبتمبر 2017 ، ظهرت تقارير جديدة عن النجاح في إنشاء نموذج أولي عملي لمحرك EmDrive في الصين.

• جامعة بليموث

في عام 2018، منحت DARPA جائزة بليموثالجامعة 1.3 مليون دولار لدراسة وإنشاء "محرك عديم الوقود" يعتمد على "القصور الذاتي الكمي" (فرضية مايك ماكولوتش الكونية البديلة، التي تتعارض مع النظريتين الخاصة والعامة للنسبية). تشير بعض وسائل الإعلام إلى وجود صلة بين المشروع وأفكار EmDrive.

كيف يعمل إم درايف؟

هذا الجهاز، الذي يعمل على أساس إشعاع الميكروويف، عبارة عن غرفة مرنان مخروطية خاصة يتصل بها مغنطرون قوي - مصدر إشعاع الميكروويف.

مع هندسة معينة لهذا المخروط ، سوف يتحرك هذا الجهاز بشكل غامض نحو الجزء الضيق منه بقوة صغيرة للغاية ، ولكن بقوة ، إذا "سارت" الموجات الدقيقة داخل المخروط.

مهندس الطائرات البريطاني روجرتخلى شوير عن فكرته، وبعد سنوات قليلة تم اختبارها من قبل عدد من علماء الفيزياء المحترفين، بما في ذلك أحد مختبرات ناسا. هذه الاختبارات، كما كتب مايكل ماكولوتش من جامعة بليموث (المملكة المتحدة)، أدت إلى نتائج غير متوقعة للعلماء - اتضح أن اختراع شوير يعمل بالفعل.

قدم ماكولوتش تفسيرا معقولا ماديا لهذا "المحرك المعجزة"، لافتا الانتباه إلى شيء آخر مثير للجدل - ما يسمى بتأثير أونروه.

اكتشف هذه الظاهرة عالم الفيزياء الأمريكي ويليام أونروه في أواخر السبعينيات من القرن الماضي وهي تمثل تفسيرا لسبب وجود قوة القصور الذاتي.

أظهر أونروه أن الجسم يتحرك معهيبدأ التسارع في التفاعل بطريقة خاصة مع الفراغ أو أي وسط آخر يتحرك من خلاله - وببساطة، يصبح الفضاء المحيط "أكثر دفئًا"؛ له. هذه الحرارة "تضغط" على الجسم المتحرك وتتسبب في إبطائه.

انتقاد

المجتمع العلمي في معظمه لا يفعل ذلكيعتقد في نتائج اختبار المحرك المثير للجدل. يعتقد مارك ميلز، الذي ترأس مختبر فيزياء الدفع المتوقف عن العمل، أن الدفع الشاذ يمكن أن يكون ناتجًا عن تفاعل المحرك مع غرفة الاختبار.

كان مختبر ميلز يعمل في وقت واحدمهام مشابهة لـ Eagleworks، أي اختبار العديد من مشاريع المحركات الفضائية شبه الخيالية. لذا فهو يتمتع بالخبرة الكافية لوضع مثل هذه الافتراضات.

أشار برايان كوبرلين ، عالم الفيزياء الفلكية في معهد روتشستر للتكنولوجيا وكاتب العمود في مجلة فوربس للعلوم ، إلى أن نشر مقال في مجلة تمت مراجعتها من قبل الزملاء لا يعني أن النتيجة ستكون صحيحة.

كما انتقد العلماء الروس الفكرةإم درايف. وصف عالم الفيزياء الفلكية ، ورئيس تحرير صحيفة Troitsky Variant وعضو لجنة RAS لمكافحة العلوم الزائفة ، بوريس ستيرن ، إمكانية إنشاء محرك مستحيل بالهراء.

تجارب مماثلة

• محفز روسي للطاقة

في عام 2009، تم تقديم طلب للاختراع المزعوم لـ "طريقة وجهاز لإجراء تفاعل طارد للحرارة بين النيكل والهيدروجين، وإطلاق النحاس".

براءة الاختراع تشير إلى العمل السابق علىالاندماج البارد ، على الرغم من أنه وفقًا لتصريحات روسي ، فإن هذا ليس اندماجًا باردًا ، ولكنه تفاعل نووي منخفض الطاقة. تم وصف نظام مشابه ، ولكنه ينتج طاقة أقل ، بواسطة Fokardi et al.

على الرغم من براءة الاختراع الإيطالية ، وكذلك الدوليةتصف طلبات براءات الاختراع الهيكل والتشغيل العام للجهاز ، والتشغيل التفصيلي للجهاز هو سر تجاري ، وينظر طرف مستقل إلى الجهاز على أنه صندوق أسود غير شفاف. قام المراقبون بقياس طاقة المدخلات والمخرجات في أوقات مختلفة خلال المظاهرة العامة. اقترح Widom و Larsen نظرية كتفسير للتحول العنصري وإطلاق الطاقة الزائدة.

تم رفض الورقة البحثية المشتركة لروسي وفوكاردي حول "الاندماج البارد" من قبل مجلة علمية خاضعة لمراجعة النظراء، وظهرت في مدونة روسي المنشورة ذاتيًا.

ولنشر نتائجهم، أسس روسي وفوكاردي مدونتهم الخاصة على الإنترنت في عام 2010، وأطلقوا عليها اسم "الاسم العلمي".مجلة الفيزياء النووية (اسم المدونة مشابه لاسم بعض المجلات العلمية). نُشرت أعمال فوكاردي ذات الصلة الوثيقة في عام 1998 في المجلة العلمية الخاضعة لمراجعة النظراء Il Nuovo Cimento A.

• فقاعة الكوبيير

هذه فكرة مبنية على حل معادلات أينشتاين، التي اقترحها الفيزيائي النظري المكسيكي ميغيل ألكوبيير، حيث يمكن للمركبة الفضائية أن تصل إلى سرعة فائقة.

من المستحيل التحرك فوق سرعة الضوءكائنات ذات كتلة حقيقية غير صفرية في الزمكان العادي. ومع ذلك ، بدلاً من التحرك فوق سرعة الضوء داخل نظام الإحداثيات المحلي ، يمكن للمركبة الفضائية أن تتحرك وتضغط على الفضاء أمامها وتتوسع خلفها ، مما يسمح لها بالسفر فعليًا بأي سرعة ، بما في ذلك أسرع من الضوء.

في عام 2012، قامت مجموعة Eagleworks بقيادةأعلن هارولد وايت عن إنشاء مقياس تداخل White-Juday، والذي يزعمون أنه قادر على اكتشاف الاضطرابات المكانية الناتجة عن المجالات الكهربائية القوية. تم وصف التجربة بالتفصيل في عمل هارولد وايتميكانيكا مجال الاعوجاج 101. 

• الطاقة من الجو

فاليري ميزوتسينكو ، دكتوراه في العلوم التقنية ،وجد الأستاذ ، مؤلف حوالي 200 ورقة علمية وتقنية وثلاثين براءة اختراع موضعية ، طريقة لاستخراج الطاقة من الهواء من خلال عمليات طبيعية وصديقة للبيئة لترطيب الهواء وتبخره وتكثيفه.

تعتمد الدورة الديناميكية الحرارية Maisotsenko علىعمل القوانين الفيزيائية المعروفة. المساحة التي يتشكل فيها الهواء الرطب والمبرد هي منطقة ذات ضغط منخفض. الهواء الدافئ والجاف موجود في منطقة الضغط العالي.

يتحرك الهواء دائمًا من منطقة مرتفعةضغط منخفض. طالما أن طبقات الهواء تختلف في درجة الحرارة والرطوبة والضغط ، فهناك رياح اتجاهية. وكلما كان أقوى ، زاد الاختلاف بين المعلمات الأولية.

بعد 30 عامًا ، يتم استخدام تطوراته من قبلفي جميع أنحاء العالم. المضخة الحرارية القائمة على التكثيف التبخيري قادرة الآن على استبدال تكنولوجيا تدفئة المنطقة وضغط المناخ ، وقد تنفذ الدورة M في المستقبل مفهومًا ديناميكيًا حراريًا جديدًا للمحركات والتوربينات.

قراءة المزيد:

غرق الباحثون لأول مرة في أعمق سفينة غارقة

تم إنشاء أول خريطة دقيقة للعالم. ما هو الخطأ مع أي شخص آخر؟

ظهر نظام لاسلكي يساعد المصاب بالشلل