Kui NASA insener kuulutas välja uue ja revolutsioonilise mootori, mis võiks meid viia tähtede poole, sellest on lihtne põnevil olla. Kuid deemonid on üksikasjades ja kui vaadata artiklit, näevad asjad palju vähem lootustandvad.
Alustuseks on artikkel idee, mitte eelretsenseeritud töö ülevaade. Nagu autor David Burns viimasel lehel osutab, pole põhikontseptsioon tõestatud, eksperdid pole seda üle vaadanud ja matemaatikavigu võib esineda. Burnsi pakutud spiraalmootor oleks samuti reaktsioonitu sõit, mis sarnaneb EM-ajamiga, ja seega rikuks Newtoni kolmandat liikumisseadust. Lihtne oleks töö lihtsalt vallandada ja edasi liikuda, kuid tahaksin üksikasju uurida, kuna see on huvitav (kuigi vigane) idee.
Alustame üldiselt reaktsioonita sõitudega. Nii see spiraalmootor kui ka enne seda asuv EM-ajam on „reageerimatud”, sest erinevalt traditsioonilistest rakettidest ja tõukejõudedest ei aja nad raketikütust välja. Nende südames põhinevad kõik raketid Newtoni kolmandal liikumisseadusel, mis ütleb, et mis tahes jõu korral, mida raketile rakendate, peab olema võrdne vastujõud, mida rakendatakse millelegi muule. Raketi jaoks on see mingi kütus. Visake kuum gaas raketi tagumisest otsast suurel kiirusel välja ja Newtoni kolmanda seaduse järgi liigub rakett edasi. Lihtne.
Selle probleem on see, et selleks, et teie rakett saaks kiiresti käima, peate endaga kaasas kandma hunniku kütust. Näiteks Saturn V pidi Kuule jõudmiseks põletama umbes 20 kilogrammi kütust iga 1 kg kandevõime kohta.
Mida kaugemale reisite, lähevad asjad hullemaks. Kui soovite saata sondi lähimatele tähtedele, vajaksite iga kandevõime kilogrammi kohta umbes 2000 kilogrammi kütust ja teie reis võtaks ikkagi 100 000 aastat. Nii võib kindlalt öelda, et traditsioonilised raketid ei vii meid tähtede poole.
Reaktsioonitu sõit on erinev. See annaks raketile tõukejõu ilma kütust tagaotsa välja visata, nii et te ei vaja kogu seda lisaraskust. Vaja on ainult energiat, mida võiksite saada päikesepaneelidelt või termotuumasünteesireaktorist. Kütuse ja kandevõime suhe oleks põhimõtteliselt 1 kuni 1. Ainus negatiivne külg on see, et reaktsioonitu sõidu korral rikuvad Newtoni kolmandat seadust.
Nüüd võite väita, et Einstein tõestas Newtoni valet, mis on tõsi, kuid Einsteini relatiivsusteooria nõustub Newtoni kolmanda seadusega. Nii ka kvantteooria. Kui reageerimatud ajamid töötavad, siis on kolm sajandit füüsikat eksinud.
EM-Drive'i fännid väidavad täpselt seda. EM-Drive töötab, nende sõnul, nii et Newtoni kolmas seadus on vale. Periood. Selle uue spiraalmootori teeb huvitavaks see, et selle asemel, et lihtsalt rikkuda Newtoni kolmandat seadust, proovib see Newtonit enda vastu mängida, kasutades relativistlikku massi.
Põhiidee on massi liigutamine raketi sees edasi-tagasi, näiteks palli edasi-tagasi koputamine. Kui teeksite seda tavalise massiga, siis kui pall tabab raketi esiosa, liiguks rakett natuke ettepoole ja kui pall tabaks selja taha, liiguks rakett natuke tagasi. Teisisõnu, rakett hõljub lihtsalt edasi-tagasi, kui pall põrkub edasi-tagasi.
Burns soovitab seda teha osakeste abil spiraalses osakeste kiirendis. Nii kui osakesed kulgevad spiraali üles ja alla, liigub rakett Newtoni kolmanda seaduse järgi. Kuid Burns soovitab ka kiirendada osakeste jõudmist peaaegu kerge kiiruseni, kuna need asuvad raketi ees, ja aeglustada neid taga. Relatiivsus ütleb, et valguse kiiruse lähedal liikuvatel osakestel on suurem mass kui aeglastel osakestel, seega on nad raketi ees raskemad kui taga.
Tulles tagasi palli analoogia juurde, oleks see nii, nagu saaks teie pall võluväel võita enne raketi ette jõudmist ja kaotaks massi enne, kui see tagumisele poole jõuab. Newtoni seaduste kohaselt tähendab see, et pall annaks raketile suurema tõuke ettepoole kui tahapoole ja rakett kiirendaks edasi.
Kui saaksite kasutada maagilist massimuutuvat palli, siis see idee toimiks. Kuid relatiivsus vastab endiselt Newtoni kolmandale seadusele, nii et idee reaalses maailmas ei toimi. Burnsil on õigus, et tema paberil on viga, kuid see on peen.
Tema disain kiirendab ainult osakeste ringliikumist, nii et ta eeldab, et nende kiirus mööda raketi telge edasi ja tagasi peaks jääma konstantseks. Kuid suhtelisuses, osakeste massi suurenemisel, aeglustub nende kiirus piki telge. Selle põhjuseks on aja laienemise ja pikkuse kokkutõmbumise relativistlikud mõjud. Selle tulemusel annavad osakesed raketi mõlemas otsas võrdse tõuke. Einsteini teooriad ei lase Newtonil ringi liikuda.
Ausalt öeldes teadis Burns, et tema idee oli kaugeleulatuv, mistõttu pani ta selle teiste jaoks üle vaadata. Just see on teaduse mõte. Sellepärast on sedalaadi ideede esitamisel väärt vaid pisut põnevust. Enamik neist ebaõnnestub, kuid kunagi võib üks toimida. Tähtede juurde võiksime ju jõuda, kuid ainult siis, kui oleme nõus uute ideede katsetamist jätkama.
Allikas: Spiraalmootor, autor David Burns
