Amikor a NASA mérnök bejelenti egy új és forradalmi motort, amely a csillagokhoz vezethet, könnyű izgatni. De a démonok a részletekben vannak, és ha megnézi az aktuális cikket, a dolgok sokkal kevésbé ígéretesek.
Először is, a cikk egy ötlet körvonala, nem pedig recenzált munka. Amint a szerző, David Burns az utolsó oldalon rámutat, az alapkoncepció nem bizonyított, azt a szakértők nem vizsgálták felül, és a matematikai hibák előfordulhatnak. Burns által javasolt „spirális motor” szintén reakció nélküli hajtás lenne, mint az EM-meghajtó, és ezzel megsérti Newton harmadik mozgási törvényét. Könnyű lenne egyszerűen elvetni a munkát és továbbmenni, de szeretném megnézni a részleteket, mert érdekes (bár hibás) ötlet.
Kezdjük általában a reakció nélküli meghajtókkal. Mind ez a spirális motor, mind az előtte futó EM-meghajtó „reakció nélküli”, mivel a hagyományos rakétákkal és tolóerővel ellentétben nem bocsátják ki a hajtóanyagot. A szívükben az összes rakéta Newton harmadik mozgás törvényén alapszik, amely szerint minden rakéta esetén alkalmazott erőnek azonosnak kell lennie valami másra alkalmazott erővel. Egy rakéta esetében ez valamilyen üzemanyag. Dobjon forró gázt nagy sebességgel a rakéta hátsó részéből, és Newton harmadik törvénye szerint a rakéta előre halad. Könnyű borsó.
Ennek problémája az, hogy ahhoz, hogy a rakéta valóban gyorsan megy, egy csomó üzemanyagot kell magával vinni. Például a Saturn V-nek kb. 20 kilogramm üzemanyagot kellett elégetnie minden 1 kilogramm hasznos teher számára, hogy elérje a Holdot.
A dolgok rosszabbá válnak, minél távolabb utazik. Ha szondát szeretne küldeni a legközelebbi csillagokhoz, akkor kb. 2000 kilogramm üzemanyagra lenne szüksége minden hasznos rakomány kilogrammjára, és az utazás még mindig 100 000 évbe telik. Tehát biztonságos azt mondani, hogy a hagyományos rakéták nem hoznak minket a csillagokhoz.
A reakció nélküli hajtás más. Ez tolóerőt adna a rakéta számára anélkül, hogy az üzemanyagot a hátsó részéből kiürítené, tehát nem kell az összes extra tömeg. Csak energiára van szüksége, amelyet napelemekből vagy fúziós reaktorból szerezhet be. Az üzemanyag és a hasznos teher aránya alapvetően 1: 1. Az egyetlen hátránya, hogy a reakció nélküli hajtások sértik Newton harmadik törvényét.
Most azt állíthatja, hogy Einstein Newtonnak tévesnek bizonyult, ami igaz, de Einstein relativitáselmélete egyetért Newton harmadik törvényével. Ugyanúgy, mint a kvantumelmélet. Ha a reakció nélküli hajtások működnek, akkor a fizika három évszázadban téved.
Az EM-Drive rajongói pontosan ezt állítják. Az EM-Drive működik, mondják, tehát Newton harmadik törvénye téves. Időszak. Érdekesvé teszi ezt az új spirális motort, hogy ahelyett, hogy egyszerűen megsértette Newton harmadik törvényét, megpróbálná Newtonot maga ellen játszani, relativista tömeg segítségével.
Az alapötlet az, hogy a tömeget előre-hátra mozgatják a rakéta belsejében, például egy labda oda-vissza pattogása. Ha ezt normál tömeggel hajtotta végre, amikor a labda eléri a rakéta elejét, a rakéta egy kicsit előre halad, és amikor a labda hátrafelé ér, a rakéta egy kicsit hátramozdul. Más szavakkal, a rakéta csak előre-hátra hullámzik, amikor a labda oda-vissza ugrál.
Burns azt javasolja, hogy ezt egy spirális részecskegyorsítóban lévő részecskékkel tegyék meg. Tehát amint a részecskék fel-le mennek a spirálison, a rakéta Newton Harmadik Törvénye szerint mozog. De Burns azt is javasolja, hogy a részecskéket közel a fénysebességig gyorsítsák fel, mivel azok a rakéta elején vannak, és lelassítsák azokat a hátulján. A relativitás szerint a fénysebesség mellett mozgó részecskék nagyobb tömeggel rendelkeznek, mint a lassabb részecskék, tehát a rakéta elején nehezebbek, mint a hátsó részén.
Visszatérve a labda analógiájához, ez olyan lenne, mintha a golyó varázslatosan megszerez tömeget, mielőtt eléri a rakéta elejét, és elveszíti tömegét, mielőtt a hátsó részbe ütközne. Newton törvényei szerint ez azt jelenti, hogy a labda nagyobb haladást eredményez a rakéta felé, mint hátra, és a rakéta előre gyorsul.
Ha használhat egy varázslatos tömegváltó labdát, ez az ötlet működni fog. De a relativitáselmélet továbbra is betartja Newton harmadik törvényét, tehát az ötlet nem működik a való világban. Burnsnek igaza van, hogy hibája van az írásában, de ez egy finom.
Tervezése csak felgyorsítja a részecskék körkörös mozgását, tehát feltételezi, hogy a rakéta tengelye mentén előre és hátra történő sebességüknek állandónak kell maradniuk. De a relativitáselméletben, ahogy a részecskék tömege növekszik, sebességük a tengely mentén lelassul. Ennek oka az időtágulás és a hosszúság összehúzódásának relativista hatása. Ennek eredményeként a részecskék mindkét végén egyenlő tolást adnak a rakéta számára. Einstein elméletei nem engedik meg, hogy Newton körül kerüljön.
Burns tisztességesen tudta, hogy ötletének hosszú lövése van, ezért adta oda, hogy mások is áttekintsék. Erről szól a tudomány. Ezért is érdemes kicsit izgatni, amikor az ilyen ötleteket előterjesztik. Legtöbbjük kudarcot vall, de egy nap működhet. Végül is eljuthatunk a csillagokhoz, de csak akkor, ha hajlandóak vagyunk az új ötletek tesztelésére.
Forrás: Spirális motor, David Burns
