Der Journalist Alexander Berezin diskutiert, welche Art von realer Physik hinter dem fantastischen Projekt der "unmöglichen" EmDrive-Engine stecken kann und warum sie mit der Geschichte des Universums vor dem Urknall in Verbindung gebracht werden kann.
Laut dem American Institute of Aeronautics and Astronautics, das das Journal of Propulsion and Power veröffentlicht, wurde ein Artikel über die elektromagnetischen EmDrive-Triebwerke angenommen. Darüber hinaus hat es sogar die wissenschaftlichen Gutachter bestanden und wird vor Ende dieses Jahres veröffentlicht. Nennen wir einen Spaten einen Spaten: Diese Nachricht klingt genauso, als hätte das Institut angekündigt, dass die Erde die Himmelsachse getroffen hat. Die Tatsache einer solchen Veröffentlichung ist ein lauter Skandal, und hier ist der Grund dafür.
Die Gesetze der Physik sind gnadenlos - damit sich etwas vorwärts bewegt, muss es etwas zurückschieben. Wir stoßen uns unter unseren Füßen vom Boden ab, Raumschiffe - in Abwesenheit eines "himmlischen Firmaments" - werfen den Treibstoff zurück. Aus diesem Grund erfordert eine Reise zum Mond immer noch Hunderte Tonnen Kraftstoff pro Person. In dieser Situation ist es sogar beängstigend, über Flüge zu weiter entfernten Körpern nachzudenken. Die Lieferung eines Schiffes zum Mars und zurück kostet wie ein Mega-HPP. Es gibt Optionen für einen Kernreaktor, aber nur innerhalb der Mittel der Vereinigten Staaten, die solche Technologien einfach nicht haben. Hier sind sie zum Beispiel viel besser in Form. Aber es gibt kein Geld für einen echten Flug zum Roten Planeten, selbst in einer so billigen Version. Und vor dem (bisher hypothetischen) Flug der Amerikaner dorthin ist es unwahrscheinlich, dass sie auftauchen.
Es ist klar, dass aus dieser Verzweiflung mit fernen Raumflügen einige beginnen, farbige Träume in der Realität zu sehen. Einer von ihnen war Ingenieur Roger Scheuer. 2003 nahm er einen Kupfereimer, steckte ein Magnetron aus einem Haushaltsmikrowellenherd hinein und behauptete, er habe einen Motor geschaffen, der Schub gibt, ohne etwas zurück zu werfen. Er erklärte dies zunächst damit, dass der Eimer angeblich eine stehende Welle elektromagnetischer Schwingungen in einem geschlossenen Resonator in sich trägt. Die Welle, sagen sie, ist die Quelle des Schubes. Aus physikalischer Sicht ist dies Unsinn. Versuchen Sie, in ein aufblasbares Becken zu klettern und den Schub zu erhalten, der das Becken bewegt, indem Sie einfach eine Welle darin erzeugen.
Theoretische Physiker lachten nur über solche Aussagen. Experimentalphysiker beschlossen jedoch, über die einfache Lächerlichkeit hinauszugehen und Scheuers Behauptungen in der Praxis zu testen. Und dann begann der Ärger. Der Schub wurde tatsächlich erzeugt, und keine Versuche der Experimentatoren, Fehlerquellen in den Messungen zu finden, führten zu Ergebnissen. Die Apotheose in dieser Hinsicht war die Arbeit von Martin Tajmar, Leiter des Deutschen Instituts für Luft- und Raumfahrttechnik an der Technischen Universität in Dresden. In der Welt der experimentellen Physik ist dieser Mann als professioneller "Zerstörer der Legenden" bekannt, der das Experiment gewissenhaft organisiert und erneut überprüft und in der Lage ist, fast jeden Fehler zu finden.
Als er versagte, machten sich sogar theoretische Physiker Sorgen. Sie äußerten ihre Besorgnis auf eine ziemlich eigenartige Weise: "EmDrive ist vollständig …" (Sean Carroll von California Tech). Einige haben sich selbst überwunden und dennoch milder die gleiche Meinung geäußert: "Aufgrund des Fehlens einer theoretischen Erklärung für die Verletzung der Impulserhaltung werden Gutachter in Zeitschriften solche Arbeiten nicht akzeptieren", betonte Eric Davis vom Institute for Advanced Research in Austin (USA).
In dieser Hinsicht klingt die Tatsache, dass die Arbeit von Menschen der NASA, die sich ihren EmDrive-Tests widmen, die Peer Review in einer anständigen Zeitschrift bestanden hat, revolutionär. Dies wäre nicht geschehen, wenn bei der Arbeit Fehler "auf Papier" festgestellt worden wären. Offensichtlich war der Beweis, dass das Gerät funktionierte, so stark, dass selbst die Einhaltung des Gesetzes zur Impulserhaltung es nicht erlaubte, die Arbeit zu "töten". Also ist es Zeit, das Gesetz zu begraben? Seien wir ehrlich: kaum.
Bisher gibt es keine allgemein anerkannten wissenschaftlich akzeptablen Erklärungen für den Betrieb des "unmöglichen Motors". Als Antwort auf die Frage, warum es funktioniert, beginnt die NASA, sehr zweifelhafte Dinge zu erzählen. Zum Beispiel über die Tatsache, dass der Motor von virtuellen Partikeln "abgestoßen" wird. Ja, die moderne Physik glaubt, dass virtuelle Teilchen ständig im Vakuum erscheinen und verschwinden. Partikel kommen und gehen so schnell, dass sie nicht registriert werden können. Der bekannte Casimir-Effekt zeigt jedoch, dass sie zwei nahe Platten in einer Leere wirklich anziehen können. Eines ist schlecht - all das hat nichts mit dem Shoeira-Eimer zu tun. Virtuelle Partikel haben keinen klar definierten Platz im Raum und in Verbindung mit anderen Faktoren können sie sich nicht "abstoßen".
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In jüngster Zeit ist jedoch eine andere Erklärung für den Betrieb des "unmöglichen Motors" erschienen. Es wurde von Nikolai Gorkavy vom Greenwich Institute (USA) vorgebracht, der uns bereits aus einer äußerst exotischen Hypothese über den Ursprung des Universums bekannt war. Wie wir uns erinnern, schlug der Physiker vor, dass es sich im letzten Zyklus der Existenz des Universums zusammenzog, bis alle schwarzen Löcher darin verschmolzen waren. Mit jedem Fusionszyklus verliert ein Paar Schwarzer Löcher 5-15% der Masse, die in Gravitationswellen fließt. Daher sollten mehrere Fusionen im "vergangenen Universum" fast die gesamte Masse in Wellen verwandelt haben. Das Universum, aus dem die Masse so tragisch verschwunden ist, hat sich in Bezug auf die Schwerkraft dramatisch "verarmt". Aufgrund dieser "Antigravitation" wurde die Kompression durch Expansion ersetzt - und so entstand unser Universum. Nach Gorkavys Hypothese wurde nur ein Teil der Energie dieser Relikt-Gravitationswellen für die Bildung der Substanz unseres Universums aufgewendet. Ein bedeutender Teil ist hier immer noch "unterwegs". Wir sehen es nicht nur, weil diese Wellen hochfrequent sind und unsere Detektoren immer noch nur niederfrequente Gravitationswellen registrieren können.
Nun, das heißt, sie "wussten wie". Laut Gorkavy ist der Scheuer-Eimer der erste versehentlich konstruierte Relikt-Schwerkraftwellendetektor. Im Rahmen seiner Hypothese ist das CMB-Energieniveau nicht "von oben" begrenzt und kann sehr hoch sein. Der Wissenschaftler glaubt, dass EmDrive den Hintergrund hochfrequenter Gravitationswellen spürte und von dort Energie für seinen Schub bezieht. Dann arbeitet es als Antenne, die aufgrund von Resonanz empfindlich gegenüber Schwingungen von Reliktgravitationswellen mit Gigahertz-Frequenzen wird. In diesem Fall ist der "unmögliche Motor" kein geschlossenes System mit einer "stehenden Welle", sondern ein offenes System, das von den Wellen eines ganzen Meeres von Gravitationswellen "abstößt". Dies bedeutet nicht, dass es einen fantastischen Schub gibt: Es braucht auch Energie, um den Kupferkegel in Resonanz zu bringen. Und bisher hat niemand versucht, das Gerät richtig zu optimieren (wie man das Unverständliche debuggt?). Aufgrund der Verwendung externer Wellen muss jedoch kein Kraftstoff ausgestoßen werden. Wenn ja, sind die Aussichten für einen solchen Motor trotz seiner Schwäche enorm. Berechnungen zufolge würde eine Erdsonde nach Pluto diesen Planeten mit EmDrive an Bord in 18 Monaten erreichen, nicht in vielen Jahren. Die terrestrische Kosmonautik kann heute nicht einmal davon träumen, in Monaten Milliarden von Kilometern zurückzulegen.
Bisher ist dies die einzige Erklärung für die EmDrive-Operation, die keiner ernsthaften theoretischen Kritik unterzogen wurde. Möglicherweise liegt jedoch noch alles vor uns - schließlich wird die Hypothese von Gorkavy selbst in der wissenschaftlichen Gemeinschaft gerade erst richtig diskutiert. Glücklicherweise scheint es eine Möglichkeit zu geben, zu überprüfen, ob sie im Fall "unmöglicher Motor" Recht hat oder nicht. Sie wollen EmDrive an Bord eines kleinen Satelliten im Weltraum testen. Solche Tests werden nicht in Frage zu stellen sein. Auf der Erde kann die Registrierung des Schubes immer auf einen experimentellen Fehler zurückgeführt werden. Aber im Weltraum weicht das Raumschiff entweder von seiner Grundtrajektorie ab (von Punkt A nach Punkt B) oder "steht" darauf. Wenn das erste passiert, ist die Wechselwirkung mit Relikt-Gravitationswellen aus dem "vergangenen Universum" möglicherweise keine so exotische Erklärung für "unmöglichen Schub".
