[FX_Zus]

Jak działa EmDrive - teoria Mike McCulloch z Plymouth Universyty

Moje tłumaczenie fragmentu tego artykułu poświęconego teoretycznemu wyjaśnieniu zasady działania EmDrive. Angielski znam słabo, nie jestem fizykiem, choć starałem się zachować 100% zgodności z oryginałem tłumaczenie może być przekłamane.
Jeśli ktoś wykryje jakieś błędy, proszę o wstawienie w komentarze, jak się uzbiera więcej to może zrobię poprawioną wersję. Tłumaczyłem, żeby poćwiczyć sobie angielskie :)

START:
Jak działa EmDrive dziś przedstawimy wyjaśnienie bazującą na nowej teorii bezwładności Mikea McCulloch z Plymouth Universyty która zakłada nowy sposób
myślenia o sposobie ruchu obiektów z bardzo małymi przyspieszeniami.

Najpierw trochę podstaw. Bezwładność to opór wszystkich obiektów posiadających masę, na zmianę ruchu albo przyspieszenie. W nowoczesnej fizyce, bezwładność jest traktowana jako fundamentalna własność obiektów posiadających masę poddanych przyspieszeniu. Inaczej, masa może być uważana jako miara bezwładności. Dlaczego bezwładność istnieje było zagadką przez tysiąclecia.

Pomysł McCullocha zakłada, że bezwładność powstaje z efektu przewidzianego przez OTW nazywanego Efektem Unruha. Jest to pogląd, że przyspieszające obiekty doświadczają promieniowania ciała doskonale czarnego. Innymi słowy, temperatura wszechświata rośnie kiedy przyspieszamy.

Według McCullocha, bezwładność to zwyczajnie ciśnienie wywierane przez promieniowanie Unrucha na przyspieszające ciało.

Efekt jest trudny do zbadania dla przyspieszeń normalnie obserwowanych na Ziemi. Ale robi się ciekawie, gdy przyspieszenia stają się mniejsze a długość fali promieniowania Unruha rośnie.

Przy bardzo małych przyspieszeniach, długości fali stają się tak duże, że nie mogą dłużej zmieścić się w obserwowalnym Wszechświecie. Kiedy to nastąpi, bezwładność może przyjąć tylko pewne wartości całkowitej długości fali i tak skacze z jednej wartości do następnej. Innymi słowy, bezwładność musi byś skwantowana jako składowa małych przyspieszeń.

McCulloch mówi, jest obserwowany dowód na to w formie sławnego lotu przez anomalie. Są to dziwne skoki pędu obserwowane w przypadku niektórych obiektów kosmicznych przelatujących w pobliżu Ziemi w kierunku innych planet. Jest to dokładnie to co przewiduje jego teoria.

Badanie tego efektu na Ziemi dokładniej jest trudne ponieważ przyspieszenia które wchodzą w grę są bardzo małe. Jedną z dróg aby stało się to łatwiejsze byłaby redukcja dopuszczalnej długości fali promieniowania Unruha. "To jest to co EmDrive może robić", mówi McCulloch.

Pomysł opiera się na tym, że jeśli fotony mają masę bezwładną, muszą doświadczać bezwładności kiedy są odbijane. Ale promieniowanie Unruha w tym przypadku jest bardzo małe. Tak małe, że może wchodzić w interakcje z jego bezpośrednim otoczeniem. W przypadku EmDrive jest to ścięty stożek.

Stożek dopuszcza promieniowanie Unrucha o określonej długości przy szerszym końcu ale tylko promieniowanie o niższej długości przy węższym. Więc bezwładność fotonów w komorze musi ulegać zmianie ponieważ odbijają się tam i z powrotem. Z zasady zachowania pędu, to musi generować ciąg.

McCulloch testuje tą teorię używając jej do przewidzenia sił które muszą być generowane przez omawiane zjawiska. Precyzyjne obliczenia są skomplikowane ze względu na trójwymiarowość natury problemu, jednak jego przybliżone rezultaty pasują do rzędu wielkości ciągu obserwowanego we wszystkich eksperymentach przeprowadzonych do tej pory.

Co najważniejsze, teoria McCullocha zakłada dwa testowalne przewidywana. Po pierwsze, umieszczenie dielektryka wewnątrz komory powinna zwiększyć skuteczność napędu.

Po drugie, zmiana wymiarów komory może odwrócić kierunek ciągu. Stanie się to kiedy promieniowanie Unrucha będzie lepiej pasować do węższego koca staożka niż szerszego. Zmiana częstotliwości fotonów wewnątrz komory może dać podobny efekt.

McClulloch twierdzi, iż istnieją już pewne dowody które świadczą, że dokładnie to ma miejsce."To odwrócenie ciągu miało już miejsce w niedawnym eksperymencie NASA", mówi.

To interesujący pomysł. EmDrive Shawyersa ma potencjał do zrewolucjonizowania lotów kosmicznych gdyż nie wymaga użycia płynnego paliwa, największego ogranicznika dzisiejszych napędów. Ale w przypadku braku jakiegokolwiek przekonującego wyjaśnienia, jak to działa, naukowcy i inżynierowie są zrozumiałe ostrożni.

Teoria McCullocha być może pomoże to zmienić, choć trudną ją uznać za teorię zgodną z mainstreamową nauką ponieważ czyni dwa kontrowersyjne założenia. Po pierwsze, fotony mają masę bezwładną. Po drugie, prędkość światła musi się zmieniać w komorze. Te założenia są bardzo trudne do przyjęcia przez wielu mainstreamowych teoretyków.

Jeśli pojawi się więcej eksperymentalnych dowodów na to, że EmDrive Shawera działa, teoretycy zostaną postawieni w trudnym położeniu. Jeśli nie wyjaśnienie McCllocha, to co?

#nauka #kosmos #kosmologia #fizyka #emdrive #tlumaczenie

[FX_Zus]

@FX_Zus: Ciekawostka. Na jednym z portali napisałem do tego Pana

Paweł Artymowicz – polski astrofizyk, doktor habilitowany nauk fizycznych w zakresie astronomii ze specjalnością astrofizyka, profesor i wykładowca University of Toronto.

aby odniósł się do tego co myśli o EmDrive i tej teorii. Ciekawe czy coś odpiszę, jak tam, dam znać :)

[Clermont]

@FX_Zus: Znalazłem wyjaśnienie tego, dlaczego chodzimy po Ziemi i nie spadamy w przestrzeń kosmiczną. Musimy jednak założyć, że Ziemia jest płaska. Mainstreamowi fizycy na podstawie jakichś zdjęć twierdzą, że jest okrągła, ale jeśli ciągle nie będziemy spadać z Ziemi, to zostaną postawieni w trudnym położeniu. No bo jeśli nie moje wyjaśnienie, to co?

[FX_Zus]

@Clermont: Rozumiem o co ci chodzi, ja tylko przetłumaczyłem ten tekst.
To samo się tyczy efektu Unruha. W artykule jest.

McCulloch’s idea is that inertia arises from an effect predicted by general relativity called Unruh radiation.

EDIT:
No tak pomyliłem się bo powinno tam być promieniowania a nie efektu :)

Po za tym myślę, że analogia z Ziemią jest nie trafiona.
Bo nie wiadomo o jaką zmianę prędkości światła chodzi, może

[Clermont]

@FX_Zus: Wiem, że przetłumaczyłeś tak, jak było. Informuję tylko, że w źródle jest błąd.

to co dziś wydaje się, że jest nieprzekraczalną granicą jutro może okazać się podłogą a sufity może być już zupełnie gdzie indziej.

@FX_Zus: Ale to nie powód, żeby zaprzeczać temu, co potwierdzono w tysiącach eksperymentów. Postępu nie dokonuje się tak, że ktoś z dupy sobie pomyśli: "OK, no to sobie podważę tę teorię", ogłasza to światu,

[FX_Zus]

@Clermont: A na jakiej podstawie twierdzisz, że Efekt Unruha nie wynika z OTW?

[Clermont]

@FX_Zus: Bo można to wyprowadzić z samych rozważań na temat próżni kwantowej. Trzeba znaleźć operatory kreacji i anihilacji w układzie przyspieszającym jednostajnie (tzw. transformacja Bogolubowa). Potem obliczyć liczbę cząstek w stanie próżni (trzeba obłożyć operator liczby cząstek N=a*a stanem |0⟩). Wychodzi, że próżnia dla takiego przyspieszającego obserwatora nie jest próżnią. Pojawiają się cząstki, które podlegają statystyce takiej jak promieniowanie ciała doskonale czarnego o temperaturze T=ħa/2πck, zwanej temperaturą Unruha. Żadnego faktu z

[FX_Zus]

@Clermont: Dobra powiedzmy, że taka odpowiedz mnie zadowala ;)
A na pewno nie jestem osobą która merytorycznie może podważyć to co napisałeś. Czytam sobie coś o tym efekcie i dla laika takiego jak ja najznośniej brzmi, że jest to coś na styku QM i OTW.

Zastanawia mnie jednak czy Unruh doszedł do swoich wniosków na podstawie QM tak jak piszesz czy OTW.
Tak czytam coś na Wiki i Salonie24, jakoś nigdzie

[Clermont]

@FX_Zus: Tak jak mówię: jest coś takiego jak zasada równoważności, która powoduje, że wiele zjawiska związanych z przyspieszeniem można przenieść na grawitację. Autorzy pierwszych prac chyba umieszczali to w kontekście grawitacji (w tym samym czasie Hawking opublikował swoją pracę o efekcie Hawkinga, bardziej powiązanym z OTW, i do niego właśnie odnosili efekt Unruha), ale sam efekt Unruha nie wynika z OTW. Rozumiem przez to, że nie trzeba się odwoływać do geometrii

[FX_Zus]

@Clermont: Ja jakoś osobiście nie lubię określeń typu silny fakt, wolę obecny stan wiedzy ;)

To zostaje do wyjaśnienia jeszcze jedna kwestia, co myślisz o samym EmDrive?
Szwindel, działa na jakieś innej zasadzie?
Rozumiem, że teorię Mika odrzucasz.

[Clermont]

@FX_Zus: Nie śledzę tej sprawy za bardzo, zwłaszcza od technologicznej strony. Czytałem jakieś wypowiedzi twórcy EmDrive'a i raczej sprawiał wrażenie kogoś, kto sam nie rozumie, o czym mówi, przynajmniej od strony fizycznej, więc śmierdzi mi ta sprawa. Jeśli potwierdzono dokładnie, że działa, to działa. Na wyjaśnienie trzeba poczekać. Chciałbym dostać takie, które nie łamie w jawny sposób znanych praw fizyki. Oczywiście możemy nie wiedzieć wszystkiego, ale żeby podważać, trzeba mieć jakieś

[FX_Zus]

@Clermont: No podstawy jakieś są, choćby efekt o którym pisaliśmy.
Fajne jest to, że te jego stwierdzenia dość łatwo chociaż częściowo można będzie sprawdzić. Zwłaszcza ciekawe jest to o dielektryku.

Poza tym to chyba nie pierwszy raz tworzenia czegoś pod zaistniały efekt.
Podobnie było czy jest chyba z ciemną materią, energią?

[Clermont]

@FX_Zus: To, że działa EmDrive, nie jest podstawą do czynienia założeń łamiących znane prawa fizyki. Założeń się nie wymyśla, tylko wysnuwa.

[FX_Zus]

@Clermont: Pytanie co jeśli działa i co jeśli nie da się tego działania wyjaśnić na gruncie obecnej fizyki?
Czy w obecnej fizyce jest jeszcze miejsce żeby "wstrzyknąć" coś usprawniającego cały model, nie kolidującego z resztą?
Czy błąd tkwi gdzieś w obecnym systemie?

Ja uważam, że EmDrive to pomyłka i tak na prawdę nie działa.
Gdzieś widziałem wykres ciągu (nie mogę teraz znaleźć) pojawia się dopiero po chwili od włączenia. Trochę to

[Clermont]

@FX_Zus: Nie wiem, czy trzeba coś wstrzykiwać. Na razie to jest poboczny temat. Z jakiegoś powodu żaden czołowy fizyk się tym nie zajmuje ani nie ma artykułów na ten temat w recenzowanych czasopismach. Nie ma co robić z tego wielkiego wyzwania, które może zatrząść fizyką. Samo działanie też jest mocno wątpliwe.

[FX_Zus]

@Clermont: W sumie racja. Ale temat i hipotetyczne możliwości fantastyczne więc szkoda, że taka cisza w temacie. Należało by to w końcu urwać. Albo działa albo nie.

Coś tam wstrzykiwać tak czy inaczej trzeba będzie bo istnieje jeszcze to
List of unsolved problems in physics ;)