כש נאס"א מהנדס מכריז על מנוע חדש ומהפכני שיכול לקחת אותנו לכוכבים, קל להתרגש. אבל השדים נמצאים בפרטים הקטנים, וכשמסתכלים על המאמר בפועל הדברים נראים הרבה פחות מבטיחים.
ראשית, המאמר הוא מתווה של רעיון, ולא עבודה שנבדקה על ידי עמיתים. כפי שמציין הסופר דייוויד ברנס בעמוד האחרון, הרעיון הבסיסי אינו מוכח, טרם נבדק על ידי מומחים וייתכן כי קיימות שגיאות במתמטיקה. "המנוע הסליל" המוצע של ברנס יהיה גם כונן ללא תגובה הדומה ל- EM-Drive, וכך גם יפר את חוק התנועה השלישי של ניוטון. יהיה קל פשוט לפטור את העבודה ולהמשיך הלאה, אבל אני רוצה להסתכל על הפרטים כי זה רעיון מעניין (אם כי פגום).
נתחיל עם כוננים חסרי תגובה באופן כללי. גם מנוע הסליל הזה וגם כונן ה- EM שלפניו הם "חסרי תגובה", מכיוון שלא כמו רקטות ודחפורים מסורתיים הם לא גורשים דחף. בלבם, כל הרקטות מבוססות על חוק התנועה השלישי של ניוטון, האומר כי לכל כוח שאתה מפעיל על הרקטה שלך צריך להיות כוח נגד שווה המופעל על משהו אחר. עבור רקטה, זה סוג של דלק. זרוק גז חם מהקצה האחורי של הרקטה שלך במהירות גבוהה ועל פי החוק השלישי של ניוטון הרקטה נעה קדימה. קלי קלות.
הבעיה עם זה היא שכדי לגרום לרקטה שלך להתקדם ממש מהר אתה צריך לשאת איתך חבורה של דלק. שבתאי V, למשל, היה צריך לשרוף כ 20 קילוגרם דלק לכל קילוגרם של מטען רק כדי להגיע לירח.
המצב מחמיר ככל שאתה נוסע. אם היית רוצה לשלוח בדיקה לכוכבים הקרובים ביותר, היית זקוק לכ -2,000 קילוגרם דלק לכל קילוגרם של מטען, והנסיעה שלך עדיין הייתה אורכת 100,000 שנים. אז בטוח לומר שרקטות מסורתיות לא יביאו אותנו לכוכבים.
כונן ללא תגובה הוא שונה. זה יספק דחיפה לרקטה שלך בלי לזרוק דלק מהקצה האחורי, כך שאתה לא צריך את כל המשקל הנוסף הזה. כל מה שאתה צריך זה כוח, שאתה יכול לקבל מלוחות סולאריים או מכור היתוך. יחס הדלק לעומסי המשא יהיה בעצם 1 עד 1. החיסרון היחיד הוא שדחפים חסרי תגובה מפרים את החוק השלישי של ניוטון.
כעת, אתם עשויים לטעון שאיינשטיין הוכיח את ניוטון כשגוי, וזה נכון, אבל תורת היחסות של איינשטיין מסכימה עם החוק השלישי של ניוטון. כך גם תורת הקוונטים. אם הכוננים חסרי התגובה עובדים, שלוש מאות פיסיקה שגויה.
אוהדי ה- EM-Drive טוענים בדיוק את זה. ה- EM-Drive עובד, הם אומרים, כך שהחוק השלישי של ניוטון אינו בסדר. פרק זמן. מה שהופך את מנוע הסליל החדש למעניין הוא שבמקום להפר את החוק השלישי של ניוטון, הוא מנסה לנגן את ניוטון כנגד עצמו באמצעות מסה רלטיבית.
הרעיון הבסיסי הוא להזיז מסה קדימה ואחורה בתוך רקטה, כמו להקפיץ כדור קדימה ואחורה. אם היית עושה זאת במסה רגילה, כשהכדור פוגע בקדמת הרקטה, הרקטה הייתה מתקדמת מעט קדימה, וכשהכדור פוגע בגב הרקטה הייתה נעה מעט אחורה. במילים אחרות, הרקטה הייתה מסתובבת קדימה ואחורה כשהכדור מקפיץ קדימה ואחורה.
ברנס מציע לעשות זאת עם חלקיקים במאיץ חלקיקים סלילי. אז כאשר החלקיקים עולים ויורדים בסליל, הרקטה נעה על פי החוק השלישי של ניוטון. אך ברנס מציע גם להאיץ את החלקיקים למהירות האור הקרובה כשהם בקדמת הרקטה ולהאט אותם מאחור. היחסיות אומרת שחלקיקים הנעים במהירות המהירה של האור הם בעלי מסה גדולה יותר מחלקיקים איטיים יותר, ולכן הם כבדים יותר בקדמת הרקטה מאשר מאחור.
כשחוזרים לאנלוגיה של הכדור, זה נראה כאילו הכדור שלך מגבה באופן קסום לפני שהוא פוגע בקדמת הרקטה, ומאבד מסה לפני שהוא פוגע בחלק האחורי. על פי חוקי ניוטון, פירוש הדבר שהכדור ייתן לרקטה דחיפה גדולה יותר קדימה מאשר לאחור, והרקטה תאיץ קדימה.
אם היית יכול להשתמש בכדור קסום משתנה המוני, הרעיון הזה יעבוד. אבל היחסיות עדיין מצייתת לחוק השלישי של ניוטון, כך שהרעיון לא עובד בעולם האמיתי. Burns צודק שיש שגיאה בעיתון שלו, אבל זה עדין.
העיצוב שלו רק מאיץ את תנועתם המעגלית של החלקיקים, ולכן הוא מניח שמהירותם קדימה ואחורה לאורך ציר הרקטה צריכה להישאר קבועה. אך בתורת היחסות, ככל שמסת החלקיקים גוברת, המהירות שלהם לאורך הציר תאט. זה נובע מההשפעות היחסיות של התרחבות זמן וכיווץ אורך. כתוצאה מכך החלקיקים נותנים לרקטה דחיפה שווה בשני הקצוות. התיאוריות של איינשטיין לא מאפשרות לך לעקוף את ניוטון.
למען ההגינות, ברנס ידע שהרעיון שלו הוא קליעה ארוכה, וזו הסיבה שהוא הציב אותו שם כדי שאחרים יבדקו. זה מה שהמדע קשור אליו. זו גם הסיבה שכדאי להתרגש מעט כשמציגים רעיונות כאלה. רובם ייכשלו, אבל יום אחד אפשר לעבוד. בכל זאת נוכל להגיע לכוכבים, אבל רק אם אנחנו מוכנים להמשיך ולבחון רעיונות חדשים.
מקור: מנוע סלילי מאת דייוויד ברנס
