O jornalista Alexander Berezin discute que tipo de física real pode estar por trás do projeto fantástico do mecanismo EmDrive "impossível" e por que ele pode ser conectado com a história do Universo antes do Big Bang.
De acordo com o Instituto Americano de Aeronáutica e Astronáutica, que publica o Journal of Propulsion and Power, um artigo sobre os motores eletromagnéticos EmDrive foi aceito. Além disso, passou até pelos revisores científicos e será publicado antes do final deste ano. Vamos chamar uma pá de pá: essa notícia soa como se o instituto tivesse anunciado que a Terra atingiu o eixo celestial. O próprio fato de tal publicação é um grande escândalo, e aqui está o porquê.
As leis da física são implacáveis - para que algo avance, deve empurrar algo para trás. Nós avançamos do solo sob nossos pés, naves espaciais - na ausência do "firmamento celestial" - jogam de volta o combustível. Por causa disso, uma viagem à Lua ainda requer centenas de toneladas de combustível por pessoa. Nessa situação, é até assustador pensar em voos para corpos mais distantes. A entrega de um navio para Marte e de volta custa como um megaHPP. Existem opções com um reator nuclear, mas só está dentro dos meios dos Estados Unidos, que simplesmente não tem essas tecnologias. Aqui, por exemplo, eles estão em muito melhor forma. Mas não há dinheiro para um vôo real ao Planeta Vermelho, mesmo em uma versão tão barata. E antes da (até agora hipotética) fuga dos americanos para lá, é improvável que apareçam.
É claro que a partir de tanto desespero com voos espaciais distantes, alguns começam a ver sonhos coloridos na realidade. Um deles foi o engenheiro Roger Scheuer. Em 2003, ele pegou um balde de cobre, inseriu um magnetron de um forno de micro-ondas doméstico nele e afirmou que havia criado um motor que dá impulso sem jogar nada para trás. Ele explicou isso a princípio pelo fato de que o balde supostamente contém em si uma onda estacionária de oscilações eletromagnéticas em um ressonador fechado. A onda, dizem eles, é a fonte do impulso. Do ponto de vista físico, isso é um absurdo. Tente subir em uma piscina inflável e obter o impulso que move a piscina simplesmente criando uma onda nela.
Os físicos teóricos apenas riram de tais afirmações. No entanto, os físicos experimentais decidiram ir além do simples ridículo e testar as afirmações de Scheuer na prática. E então o problema começou. O impulso foi realmente criado e nenhuma tentativa dos experimentadores de encontrar as fontes de erro nas medições deu resultados. A apoteose a esse respeito foi obra de Martin Tajmar, chefe do Instituto Alemão de Engenharia Aeroespacial da Universidade Técnica de Dresden. No mundo da física experimental, este homem é conhecido como um profissional "destruidor de lendas", organização escrupulosa e reverificação da experiência, capaz de encontrar quase todos os erros.
Quando ele falhou, até os físicos teóricos ficaram preocupados. Eles expressaram sua preocupação de uma forma bastante peculiar: "EmDrive está completo …" (Sean Carroll da California Tech). Alguns se superaram e ainda expressaram a mesma opinião de forma mais branda: "Por falta de explicação teórica para violação da conservação do momento, revisores de periódicos não aceitarão esse trabalho", insistiu Eric Davis, do Institute for Advanced Research de Austin (EUA).
A esse respeito, o fato de o trabalho do pessoal da NASA, dedicado aos seus testes EmDrive, ter passado na avaliação por pares em uma revista decente, parece revolucionário. Isso não teria acontecido se o trabalho tivesse erros detectados "no papel". Obviamente, a evidência de que o dispositivo estava funcionando era tão forte que nem mesmo o respeito à lei de conservação da quantidade de movimento permitia "matar" a obra. Então é hora de enterrar a lei? Vamos enfrentá-lo: dificilmente.
Até agora, não há explicações cientificamente aceitáveis geralmente aceitas para a operação do "motor impossível". A NASA, em resposta à pergunta de por que funciona, começa a contar coisas muito duvidosas. Por exemplo, sobre o fato de o motor ser "repelido" por partículas virtuais. Sim, a física moderna acredita que as partículas virtuais aparecem e desaparecem constantemente no vácuo. As partículas vêm e vão tão rapidamente que não podem ser registradas. No entanto, o conhecido efeito Casimir mostra que eles podem fornecer atração real de duas placas próximas em um vazio. Uma coisa é ruim - tudo isso não tem nada a ver com o balde de Shoeira. As partículas virtuais não têm um lugar claramente definido no espaço e, somado a outros fatores, isso não as permite "empurrar".
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No entanto, recentemente, apareceu outra explicação para o funcionamento do "motor impossível". Foi proposto por Nikolai Gorkavy, do Greenwich Institute (EUA), já conhecido por nós a partir de uma hipótese extremamente exótica sobre a origem do Universo. Como lembramos, o físico sugeriu que no último ciclo de existência do Universo, ele se contraiu até que todos os buracos negros se fundiram nele. Com cada ciclo de fusão, um par de buracos negros perde 5-15% da massa que vai para as ondas gravitacionais. Portanto, múltiplas fusões no "Universo passado" deveriam ter transformado quase toda a sua massa em ondas. O universo, do qual a massa desapareceu tão tragicamente, "empobreceu" dramaticamente em termos de gravidade. Por causa dessa "antigravidade", a compressão foi substituída pela expansão - e assim surgiu o nosso Universo. Segundo a hipótese de Gorkavy, apenas parte da energia dessas ondas gravitacionais relíquias foi gasta na formação da substância do nosso Universo,uma parte significativa ainda está "vagando" por aqui. Não vemos isso apenas porque essas ondas são de alta frequência e nossos detectores ainda são capazes de registrar apenas ondas gravitacionais de baixa frequência.
Bem, isto é, "eles sabiam como. De acordo com Gorkavy, o balde Scheuer é o primeiro detector de ondas gravitacionais construído acidentalmente. Na estrutura de sua hipótese, o nível de energia do CMB não é limitado "de cima" e pode ser muito alto. O cientista acredita que o EmDrive sentiu o fundo das ondas gravitacionais de alta frequência e extraiu energia de lá para seu impulso. Em seguida, funciona como uma antena, que devido à ressonância torna-se sensível às oscilações de ondas gravitacionais relíquia de frequências gigahertz. Nesse caso, o "motor impossível" não é um sistema fechado com uma "onda estacionária", mas um aberto, "repelindo" as ondas de todo um mar de ondas gravitacionais. Isso não significa que ele dará um impulso fantástico: também é preciso energia para trazer o cone de cobre à ressonância. E até agora ninguém tentou otimizar o dispositivo adequadamente (como depurar o incompreensível?). Mas devido ao uso de ondas externas, ele realmente não precisa ejetar combustível. Nesse caso, as perspectivas de tal motor, apesar de todas as suas fraquezas, são enormes. De acordo com os cálculos, uma sonda da Terra para Plutão alcançaria este planeta com o EmDrive a bordo em 18 meses, não muitos anos. Hoje, a cosmonáutica terrestre não consegue nem sonhar em viajar bilhões de quilômetros em meses.
Até agora, esta é a única explicação para a operação do EmDrive que não foi submetida a críticas teóricas sérias. No entanto, tudo pode estar por vir - afinal, a própria hipótese de Gorkavy está apenas começando a ser devidamente discutida na comunidade científica. Felizmente, parece que há uma maneira de verificar se ela está certa ou não no caso do "motor impossível". Eles querem testar o EmDrive no espaço, a bordo de um pequeno satélite. Esses testes serão impossíveis de questionar. Na Terra, o registro do empuxo sempre pode ser atribuído a um erro experimental. Mas, no espaço, a espaçonave se desvia de sua trajetória básica (do ponto A ao ponto B) ou "fica" nela. Se o primeiro acontecer, a interação com ondas gravitacionais relíquias do "Universo passado" pode não ser uma explicação tão exótica para "impulso impossível".
