Il giornalista Alexander Berezin discute di quale tipo di fisica reale possa esserci dietro il fantastico progetto del motore "impossibile" EmDrive e perché possa essere collegato alla storia dell'Universo prima del Big Bang.
Secondo l'American Institute of Aeronautics and Astronautics, che pubblica il Journal of Propulsion and Power, è stato accettato un articolo sui motori elettromagnetici EmDrive. Inoltre, ha anche superato i revisori scientifici e sarà pubblicato entro la fine di quest'anno. Chiamiamo il pane al pane: questa notizia suona come se l'istituto avesse annunciato che la Terra ha colpito l'asse celeste. Il fatto stesso di una pubblicazione del genere è un forte scandalo, ed ecco perché.
Le leggi della fisica sono spietate: affinché qualcosa vada avanti, deve respingere qualcosa. Ci spingiamo via da terra sotto i nostri piedi, le astronavi - in assenza di "firmamento celeste" - respingono il carburante. Per questo motivo, un viaggio sulla Luna richiede ancora centinaia di tonnellate di carburante a persona. In questa situazione, fa persino paura pensare a voli verso corpi più distanti. La consegna di una nave su Marte e ritorno costa come un megaHPP. Ci sono opzioni con un reattore nucleare, ma è solo entro i mezzi degli Stati Uniti, che semplicemente non hanno tali tecnologie. Qui, ad esempio, sono molto più in forma. Ma non ci sono soldi per un vero volo per il Pianeta Rosso, anche in una versione così economica. E prima della (finora ipotetica) fuga degli americani lì, è improbabile che appaiano.
È chiaro che da una tale disperazione con voli spaziali lontani, alcuni iniziano a vedere sogni colorati nella realtà. Uno di loro era l'ingegnere Roger Scheuer. Nel 2003, ha preso un secchio di rame, vi ha inserito un magnetron da un forno a microonde domestico e ha affermato di aver creato un motore che dà spinta senza rimandare nulla. Ha spiegato questo in un primo momento dal fatto che il secchio presumibilmente contiene in sé un'onda stazionaria di oscillazioni elettromagnetiche in un risonatore chiuso. L'onda, dicono, è la fonte della spinta. Da un punto di vista fisico, questo non ha senso. Prova ad arrampicarti in una piscina gonfiabile e ottieni la spinta che muove la piscina semplicemente creando un'onda al suo interno.
I fisici teorici si limitarono a ridere di tali affermazioni. Tuttavia, i fisici sperimentali decisero di andare oltre il semplice ridicolo e testare le affermazioni di Scheuer nella pratica. E poi sono iniziati i guai. La spinta è stata effettivamente creata e nessun tentativo da parte degli sperimentatori di trovare fonti di errore nelle misurazioni ha prodotto risultati. L'apoteosi in questo senso è stata opera di Martin Tajmar, capo dell'Istituto tedesco di ingegneria aerospaziale presso l'Università tecnica di Dresda. Nel mondo della fisica sperimentale, quest'uomo è conosciuto come un "distruttore di leggende" professionista, scrupoloso nell'organizzazione e nel ricontrollo dell'esperimento, in grado di trovare quasi ogni errore.
Quando fallì, anche i fisici teorici si preoccuparono. Hanno espresso la loro preoccupazione in un modo piuttosto particolare: "EmDrive è completo …" (Sean Carroll della California Tech). Alcuni hanno superato se stessi e tuttavia hanno espresso la stessa opinione più gentilmente: "A causa della mancanza di una spiegazione teorica per la violazione della conservazione della quantità di moto, i revisori delle riviste non accetteranno questo lavoro", ha insistito Eric Davis dell'Istituto per la ricerca avanzata di Austin (USA).
A questo proposito, il fatto che il lavoro di persone della NASA, dedicate ai loro test EmDrive, abbia superato la fase di peer review in una rivista decente, suona rivoluzionario. Ciò non sarebbe accaduto se il lavoro avesse rilevato errori "sulla carta". Ovviamente l'evidenza che il dispositivo stava funzionando era così forte che anche il rispetto della legge di conservazione della quantità di moto non permetteva di "uccidere" l'opera. Quindi è ora di seppellire la legge? Ammettiamolo: difficilmente.
Finora, non ci sono spiegazioni scientificamente accettabili generalmente accettate per il funzionamento del "motore impossibile". La NASA, in risposta alla domanda sul perché funzioni, inizia a dire cose molto dubbie. Ad esempio, sul fatto che il motore è "respinto" da particelle virtuali. Sì, la fisica moderna crede che le particelle virtuali appaiano e scompaiano costantemente nel vuoto. Le particelle vanno e vengono così rapidamente che non possono essere registrate. Tuttavia, il noto effetto Casimir mostra che possono dare una reale attrazione di due piatti vicini in un vuoto. Una cosa è brutta: tutto questo non ha nulla a che fare con il secchio di Shoeira. Le particelle virtuali non hanno un posto chiaramente definito nello spazio e, insieme ad altri fattori, ciò non consente loro di "spingere fuori".
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Tuttavia, di recente, è apparsa un'altra spiegazione per il funzionamento del "motore impossibile". È stato avanzato da Nikolai Gorkavy del Greenwich Institute (USA), già noto a noi per un'ipotesi estremamente esotica sull'origine dell'Universo. Come ricordiamo, il fisico ha suggerito che nell'ultimo ciclo di esistenza dell'Universo, si è contratto fino a quando tutti i buchi neri si sono fusi in esso. Ad ogni ciclo di fusione, una coppia di buchi neri perde il 5-15% della massa che va nelle onde gravitazionali. Pertanto, molteplici fusioni nell '"Universo passato" avrebbero dovuto trasformare quasi tutta la sua massa in onde. L'universo, da cui la massa così tragicamente è scomparsa, si è drammaticamente "impoverito" in termini di gravità. A causa di questa "antigravità", la compressione è stata sostituita dall'espansione - ed è così che è nato il nostro Universo. Secondo l'ipotesi di Gorkavy, solo una parte dell'energia di quelle onde gravitazionali relitte è stata spesa per la formazione della sostanza del nostro Universo,una parte significativa sta ancora "vagando" da queste parti. Non lo vediamo solo perché queste onde sono ad alta frequenza ei nostri rilevatori sono ancora in grado di registrare solo onde gravitazionali a bassa frequenza.
Ebbene, cioè, "sapevano come". Secondo Gorkavy, il secchio Scheuer è il primo rilevatore di onde gravitazionali reliquie costruito accidentalmente. Nel quadro della sua ipotesi, il livello di energia CMB non è limitato "dall'alto" e può essere molto alto. Lo scienziato ritiene che EmDrive abbia percepito lo sfondo delle onde gravitazionali ad alta frequenza e da lì tragga energia per la sua spinta. Quindi funziona come un'antenna, che a causa della risonanza diventa sensibile alle oscillazioni delle onde gravitazionali reliquie di frequenze gigahertz. In questo caso, il "motore impossibile" non è un sistema chiuso con una "onda stazionaria", ma uno aperto, "respingente" dalle onde di un intero mare di onde gravitazionali. Ciò non significa che darà una spinta fantastica: ci vuole anche energia per portare in risonanza il cono di rame. E finora nessuno ha cercato di ottimizzare correttamente il dispositivo (come eseguire il debug dell'incomprensibile?). Ma a causa dell'uso di onde esterne, non ha davvero bisogno di espellere carburante. Se è così, le prospettive per un simile motore, nonostante tutta la sua debolezza, sono enormi. Secondo i calcoli, una sonda terrestre su Plutone raggiungerebbe questo pianeta con EmDrive a bordo in 18 mesi, non molti anni. Oggi la cosmonautica terrestre non può nemmeno sognare di percorrere miliardi di chilometri in mesi.
Finora, questa è l'unica spiegazione dell'operazione EmDrive che non è stata sottoposta a serie critiche teoriche. Tuttavia, tutto potrebbe essere ancora avanti - dopotutto, l'ipotesi stessa di Gorkavy sta appena iniziando a essere adeguatamente discussa nella comunità scientifica. Fortunatamente, sembra che ci sia un modo per verificare se ha ragione o meno nel caso del motore impossibile. Vogliono testare EmDrive nello spazio, a bordo di un piccolo satellite. Tali test saranno impossibili da mettere in discussione. Sulla Terra, la registrazione della spinta può sempre essere attribuita a un errore sperimentale. Ma nello spazio la navicella o devia dalla sua traiettoria di base (dal punto A al punto B), oppure "sta" su di essa. Se il primo accade, l'interazione con le onde gravitazionali relitte dell '"Universo passato" potrebbe non essere una spiegazione così esotica di "spinta impossibile".
