NASA證實無燃料EmDrive引擎可行:結果引爭議

2020-12-04 IT之家

據國外媒體報導,一項新研究指出,看似違背物理定律的EmDrive推進系統確實是可行的。

▲研究人員正在努力降低太空航行的成本、提高飛行速度,增強我們的太空探索能力。

▲人們一度以為這款無燃料引擎不可能實現,但它如今離現實又近了一步。圖為EmDrive引擎的一款原型機。據悉,EmDrive引擎只需十周就能將人類送上火星。

▲該系統可以產生每千瓦1.2毫牛頓的推力,比霍爾離子推進器的功率小得多,後者的推力高達每千瓦60毫牛頓。

近日一篇外洩的論文顯示,科學家正在研發EmDrive引擎原型機,引發了大量爭議。如今該論文終於通過了同行評審,。論文中介紹了NASA雄鷹工作實驗室(Eagleworks Laboratories)開展的一系列成功測試。正式發表在了美國航空航天協會的《推進與動力期刊》上

EmDrive引擎最初由英國研究人員羅傑·肖耶爾(Roger Shawyer)於十幾年前發明。該引擎的原理是,讓光子微波在密閉的錐體內部反彈,從而在錐體較細的一端產生推力,推動宇宙飛船向前飛行。但從牛頓的運動學第三定律來看,這是不可能實現的,因為任何運動都會產生大小相等的反作用力,而EmDrive引擎不會向外噴射任何廢料。(可以聯想一下火箭,它們就是通過高速噴出氣體和其它物質獲得前進的推力的。)

據悉,EmDrive引擎只需十周就能將人類送上火星,但專家此前一直認為該想法不可能成真,因為它違反了基本物理定律。但這支由NASA詹森航空中心的哈羅德·懷特(Harold「Sonny」White)帶領的研究團隊的確檢測到了微弱的推力。在這項最新研究中,研究人員對該設備在真空中的表現進行了測試,結果發現「前進時、後退時和靜止時的推力數據顯示,該系統可以產生每千瓦1.2毫牛頓(正負波動0.1)的推力,十分接近該系統在空氣中運行的平均性能」。懷特與同事們在論文中指出,這一推力高達太陽帆的100多倍。

與太陽帆類似,EmDrive引擎不需要任何推進劑,採用該推進系統的宇宙飛船可通過太陽能帆板產生所需的微波。因此,EmDrive引擎可以大大降低太空旅行的成本,提高飛行速度,幫助我們更好地探索宇宙。

研究人員指出,量子力學中的非局域隱變量理論(或導航波理論)可為這些結論提供理論支持。一些專家認為,該研究結果「也許確實能說明一些問題」,但出現該結果的原因可能並不像論文中提出的那樣、可以用量子真空理論來解釋,而是與一種名叫「馬赫效應」的現象有關。

「這個問題關係到此次實驗的觀測結果究竟是真是假。」加州州立大學富爾頓分校的物理學家吉姆·伍德瓦德(Jim Woodward)表示,「我知道保羅·馬奇(Paul March,該項目的主要研究人員之一)做了嚴謹細緻的工作,說實話,我覺得他們的實驗結果或許真能說明一些問題。」

「但他們的觀測結果無法用他們提出的理論來解釋。那麼,背後的原因究竟是什麼呢?」此前研究人員提出了兩種可能的解釋。一種是量子真空理論,即微波在空腔中會將虛粒子推開,從而產生推力;另一種解釋則是,微波輻射會作用於引擎內壁,從而產生推力。但伍德瓦德認為,這兩種解釋都是錯誤的,因為它們均違背了物理定律。「微波能在空腔中產生推力嗎?答案很簡單:不能。」伍德瓦德指出。「根據動量守恆定律,任何密閉的純電磁系統都無法產生推力。量子理論和經典電動力學都遵循這一定律,因此從物理理論來看,這是不可能實現的。」

伍德瓦德認為,我們可以用馬赫效應來解釋EmDrive引擎,這樣就不會違反任何物理定律了。伍德瓦德於上世紀90年代率先闡釋了馬赫效應,即在加速物體所受的力中,有一部分力不會產生動能,而是會轉化為勢能儲存在物體中。這會使物體的靜止質量出現波動,從而產生科學家在實驗中觀察到的推力。

但要驗證這一理論,科學家還需要用馬赫效應理論重複NASA的研究結果。此外,懷特和他帶領的研究團隊還指出,此次研究僅僅是對EmDrive引擎概念的驗證,他們還需要開展進一步測試,排除實驗誤差的可能性。例如,EmDrive引擎內部的空氣可能在實驗中受熱膨脹,引發了部分觀測結果。

而除了此次研究之外,EmDrive引擎技術的研發還取得了一系列成功。中國科研人員在2012年就已經對自己的版本開展了測試,懷特和同事們在2013年也取得了樂觀的實驗結果。懷特指出,如果我們能設法利用亞原子粒子的能量,或許真能使這個異想天開的引擎變成現實。(至於EmDrive引擎內部究竟發生了什麼,最初的發明者肖耶爾也有自己的想法,並且他並不認為這違反了牛頓第三定律。)

相關焦點

  • 三體成真:NASA文件洩密EM無工質引擎確實可行
    EM引擎的概念最早由英國科學家RogerShawyer提出,並於2003年完成了原型機的設計。一直以來,EM引擎吸引了廣泛的關注,同時也備受爭議。   EM引擎屬於一種無工質引擎,推進原理大體是這樣的:用電力在密閉的錐形腔內產生微波,微波在腔內來回反射,在兩端產生的推力差即可作為飛行器前進的動力。原理圖如下:    對於無工質引擎,三體迷們應該不陌生。
  • 比NASA還快些?天宮二號測試無燃料EM引擎獲突破
    天宮二號測試無燃料EM引擎, 10周可達火星) 雷鋒網(公眾號:雷鋒網)按:本文由知社學術圈原創編譯。
  • 打破次元壁 EmDrive引擎或成真,星際旅行不是事兒
    曲速飛行是一種通過在壓縮時空中航行的技術,其原理就是在運動物體周圍利用反物質驅動的曲速引擎製造一個人工的曲力場,從而使物體能在這個扭曲的時空氣泡中以幾十倍於光速的速度移動。電影中虛構的情節似乎離現實也並不太遙遠。近日一篇外洩的論文顯示,科學家正在研發EmDrive引擎原型機,引發了大量爭議。
  • 推進引擎EmDrive又出現在新聞裡 它真的靠譜嗎
    無工質的推進引擎EmDrive又出現在了新聞中,它靠譜嗎。「無需燃料即可遨遊太空」、「不遵守動量守恆」、「推翻牛頓第三定律」…… 從誕生之日起,EmDrive這個噱頭十足的航天推進器就飽受爭議,許多科學家直斥其為「偽科學」。
  • 中國稱成功製造出「無燃料引擎」EmDrive 有望應用於衛星系統
    中國科學家稱他們已經製造出「無燃料引擎」的可用雛形,正在天宮二號空間實驗室的軌道中進行測試,他們計劃將其儘快用於衛星系統。       這種全新的名為EmDrive的引擎不需要燃料,而是通過在空腔內反射微波來獲得推力,這個機制引起了轟動,因為它與物理法則相悖。       EmDrive引擎最近引發了爭論,美國宇航局(NASA)的團隊發表的一篇論文表明他們可能成功掌握了這項技術。如果這種違背物理學法則的理論變成現實,那麼製造出的引擎只需10周就可以將人類帶到火星。
  • 前沿丨NASA:無燃料電磁引擎打破物理基本定律
    美國航空航天局(NASA)說,「不可能」無燃料推進EM引擎雖然打破物理學定律,但證實可以產生推力。
  • 「不可的」無燃料電磁引擎EMDrive或許已得到合理解釋
    「不可的」無燃料電磁引擎EMDrive或許已得到合理解釋。EMdrive或許能夠得到工程應用,無工質推進的電磁引擎EMDrive,並沒有違反物理定律。  Drive的合理解釋是,在麥克斯韋妖的技術上,外加一個磁場、電場、變化的電磁場、能勢場(如重力場)或其他非物質的可以作用到高低速粒子的作用力(在無工質推進工況下是這樣)。也可以加一個外在物質,作用於高低速粒子(如化學能加粒子的驅動、即化學火箭)。其中無工質推進中,利用這個原理推進的引擎,我在這裡定義為LY引擎(lightyear drive)。
  • 10周把人送上火星的EmDrive引擎,不需要燃料,還違背了牛頓第三定律!!
    今天分享的這篇文章,講的是一個可以送你上火星的飛天神器,它就像一個永動機,不需要燃料,其工作原理還違背了牛頓第三定律,然而實驗證明,它又確實是可行的。三言兩語說不清,差友們自己去看吧!!本文轉載自微信公眾號:矽谷鋒向標。公眾號 ID: guigufxb  謝謝~無論是普通人還是科學家,似乎能一眼望見 EmDrive 背後的荒謬,然而實驗結果卻讓人再次睜大雙眼。
  • 未來引擎:利用暗物質燃料實現星際旅行?
    劉佳的理念是基於一個尚未得到證實的假設:即暗物質是由中性微子(Neutralino)所組成的,並且不攜帶任何電荷的粒子。無獨有偶,中性微子恰巧也是反粒子(antiparticle),這意味著當它們在適當的環境下發生碰撞時,便會相互發生湮滅(annihilation),並將其所有的質量轉化為能量。
  • 焦點科普:「無工質引擎」是噱頭還是突破?
    新華社北京12月2日電(記者王豔紅 張瑩)近日,中外媒體出現新一輪關於「無工質引擎」的討論。  羅達爾的原始文章隨後被刪除,但《國際財經時報》9月初繼續報導說,相關消息已經美國航空航天學會一位發言人證實。11月,美國《連線》雜誌等歐美媒體以及一些中文媒體也開始跟進對事件的報導。  什麼是「無工質引擎」  「無工質引擎」概念最早由英國研究人員羅傑·肖耶於十幾年前提出。
  • 焦點科普:「無工質引擎」:噱頭還是突破
    新華社北京12月2日電(記者王豔紅 張瑩)近日,中外媒體出現新一輪關於「無工質引擎」的討論。  羅達爾的原始文章隨後被刪除,但《國際財經時報》9月初繼續報導說,相關消息已經美國航空航天學會一位發言人證實。11月,美國《連線》雜誌等歐美媒體以及一些中文媒體也開始跟進對事件的報導。  什麼是「無工質引擎」  「無工質引擎」概念最早由英國研究人員羅傑·肖耶於十幾年前提出。
  • 火星的EmDrive引擎,民科、神啟還是世紀大發現?
    無論是普通人還是科學家,似乎能一眼望見 EmDrive 背後的荒謬,然而實驗結果卻讓人再次睜大雙眼
  • 「無工質引擎」測試成功?
    「無工質引擎」指不使用推進劑、不噴射尾氣就能產生推力的發動機,如果這種聽上去違背物理學原理的設備真的可以被研發出來,那麼就可以解決火箭的運載效率問題,從而實現人類的星際旅行。 近日,中外媒體出現新一輪關於「無工質引擎」的討論。
  • 焦點科普:「無工質引擎」:噱頭還是突破-新華網
    新華社北京12月2日電(記者王豔紅 張瑩)近日,中外媒體出現新一輪關於「無工質引擎」的討論。  羅達爾的原始文章隨後被刪除,但《國際財經時報》9月初繼續報導說,相關消息已經美國航空航天學會一位發言人證實。11月,美國《連線》雜誌等歐美媒體以及一些中文媒體也開始跟進對事件的報導。  什麼是「無工質引擎」  「無工質引擎」概念最早由英國研究人員羅傑·肖耶於十幾年前提出。
  • 無視牛頓第三定律,EmDrive的逆襲
    這篇論文揭示了」不可能「的推進系統其實是可行的!EmDrive在科學界通常被人嗤之以鼻,因為它是個「違反經典物理學」的存在。然而,十多年了,EmDrive 並沒有被埋沒,反而引起越來越多的關注。使星際旅行成為可能。
  • NASA測試了無需燃料的電磁引擎【陳榮專欄-108】
    【摘要】4小時到月球,10周到火星,100年到4.3光年外的半人馬星座α星……現在太空旅行只能在科幻電影裡看看,但NASA對一種無需燃料的電磁引擎的測試
  • 不用燃料也能飛!NASA無工質引擎實驗的謠言&真相
    如果人類真的想要探索太陽系的外層空間或是飛抵其他星系,我們將需要為自己的宇宙飛船打造出更好的引擎。 事實上,這個引擎必須非常優秀,以至於它要能在不消耗推進劑的情況下產生推力。 沒錯:如果我們想要在4小時內飛到月球或是在2個月內飛到火星,我們將需要擁有一種不需要火箭燃料的火箭引擎。 這正是射頻共振腔推進器,又名「EmDrive」(相對性推進器)背後的想法。
  • 中國在太空測試電磁引擎 若成功到火星只需10周
    參考消息網12月26日報導 外媒稱,中國科學家聲稱,他們已經製造出了「不可能的」無反作用力引擎的工作樣機,並且表示已經在天宮二號太空實驗室上對其進行軌道測試。英國《每日郵報》網站12月20日報導,在美國國家航空航天局(NASA)一個研究團隊發表的論文似乎證明他們已成功開發出電磁驅動引擎(EmDrive)技術後,這種革命性的無燃料引擎技術在最近引發了爭議。據稱,如果這種不符合物理學常識的概念成為現實,這一引擎可以讓人類在10周時間內到達火星。
  • 電磁引擎驗證可行 飛到月球僅需4小時
    科研人員最近證實,一種先前被認為是「不可能的」火箭推進裝置事實上可行。如果最終能夠實際應用,人類從地球去月球旅行僅需4小時。英國《每日電訊報》28日報導,這一「電磁推進裝置」大約15年前由英國發明家羅傑·肖耶提出,但當時被嘲笑為「不可能的科學」。
  • NASA的「不現實引擎」——EMDrive,突顯了我們最大的失敗
    我們最大的失敗——NASA「不現實引擎」,EMDrive作為人類,我們習慣認為只要保持開放的思維,一切就皆有可能。也許你聽說過「NASA非現實太空引擎」——EM Drive,它是如何在明顯違反物理定律的情況下提供無排氣的動力?也許你迷戀於真空零點能的概念,或者說我們可以在空曠的太空從量子真空本身提取可用能源的概念?