相對性推進器75天到火星?違背物理定律,是否可行或將見分曉

天空之城 2020/09/18 檢舉 我要評論

不可能性太空引擎EmDrive是一個激動人心,卻至今仍懸在空中的技術:已有來自美國、中國的多項試驗發現它可以無中生有產生推力,違背了違反動量守恆,但它背後的物理原理卻一直是個謎,迄今沒有人做出過合理的解釋。不過最近,德國一個團隊的試驗已產生了兩篇論文,即將發表,或許可以讓這個已經爭論十多年的問題有一個較為準確的答案了。

EmDrive又叫相對性推進器,於2001年由英國航空太空工程師羅傑·肖威爾(Roger Shawyer)提出,光是這些名字都滿滿的科幻既視感。這種引擎本質上是一個密閉的錐形諧振腔,電能產生的微波在裡面不斷振盪,作用於前後面積不同的表面,從而產生微弱的輻射壓,推動引擎前進。聽起來似乎非常酷炫,沒有什麼不對勁的,但你要知道,在一個封閉系統中產生推力,就像你坐在汽車裡要推動汽車前進一樣,違背了牛頓運動定律。

然而就是這樣的引擎,全球各國科學家做出原型版後,都相繼測出它確實產生了微弱的推力,包括中國西北大學的科學家,以及美國宇宙局(NASA)的科學家,並在世界重要科學期刊上發表了多篇論文,證明測到了大小不等的推力。

事情這樣就有些尷尬了,一方面EmDrive明顯違背了現有物理定律,一方面又確實在嚴格的條件下測到它產生了推力。科學家們也開始猜想了,這究竟是一種什麼機制呢?一些人認為它可能利用了真空零點能,也就是真空中無處不在的量子漲落,由虛粒子推動它前進;一些人認為可能改變了射頻共振腔前後的時空,因而產生了推力;還有腦洞更大的,稱微波存在于更高維度,共振腔內部是在高維空間前進。

根據目前科學家們的測量,EmDrive大約每千瓦功率可產生1.2毫牛到200多毫牛推力。如果用這種引擎做成太空飛船,可以在4個小時內到達月球,70天抵達火星,100年到達比鄰星,比現有所有引擎都要快得多。可想而知當NASA宣佈測到EmDrive的推力時,在全世界引發了多大的震動,更多更嚴格的測試隨即開始了。

德國德累斯頓理工大學物理學家馬丁·塔吉瑪(Martin Tajmar)領頭的一組科學家,一直在對EmDrive進行測試,研究人員研發了靈敏度極高、抗干擾能力極強的儀器,以檢測EmDrive引擎是否真的產生了推力。最近他們將該引擎鎖進了一種μ合金(Mu-Metal,主要成分為鎳、鐵和鉬)製作的護罩內,隔離地球磁場對它的影響以進行更精確的檢測。

目前該團隊已寫出了兩篇論文,即將在科學期刊上發表,EmDrive究竟是真的產生了推力,還是只是實驗中其它因素的干擾,或許在這些論文中就將見分曉。遺憾的是,我們現在還沒能看到這兩篇論文,所以無法知道究竟是怎樣的結果。不過也是這個團隊,在2015年和2018年都曾做過試驗,證實EmDrive產生的推力受到了試驗設備電線與地球磁場的相互作用影響,中國團隊的實驗也認為是受到了外界干擾,這次的結論恐怕也不容樂觀吧。

不過無論如何,只要無法徹底否定它,EmDrive可能還會繼續研究下去,畢竟它的前景實在太誘人了,不管是太陽能還是核能,只要能夠生成電能,就可用來推動EmDrive,將對未來的太空旅行產生多大的影響啊!

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