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希望破滅!最有希望的無工質推進引擎,被科學家判了死刑

2024-04-26科學

導語

「無工質推進引擎」是一種不需要工質支持就能產生推力的引擎,只需要輸入電能,就可以產生推力,而且這種推進引擎在實驗中也的確產生了推力。
然而在科學實驗中,這種不使用工質就能產生推力的引擎卻違反了牛頓的動量守恒定律,因此這種引擎在科學界引起了極大的轟動,也引發了科學界的巨大爭議。

在2016年,哈羅德•懷特教授研究小組在實驗中,發現這種引擎並不是一種破壞科學定律的引擎,而是可以透過一定的物理定律來解釋的,因此這種引擎在科學界受到了極大的追捧,也被認為是「最有希望的無工質推進引擎」。
然而沒過多久,這種引擎又被NASA的科學家判了「死刑」,認為這種引擎是不可能實作的,那麽這種引擎究竟有多大的爭議呢?

一、無工質推進引擎。

2010年,萬能的谷歌上線了一款名為「EmDrive」的引擎,這款引擎制作的原理是透過在空腔內放置一定的電磁波,然後在空腔內形成的電磁波總的動量將會向空腔的同一個方向增加,由此就會產生一個向後的動量,這就會產生一個向前的推力。

這種引擎可以在不需要工質的情況下就能產生推力,因此這種引擎也被稱之為「無工質推進引擎」,而且這種引擎的推力效果也很大,因此EmDrive在科學界引起了巨大的轟動,人們也對這種引擎的可能性極為看好。
然而這種引擎也引起了許多科學家的質疑,因為這種引擎在產生推力的過程中違反了牛頓的動量守恒定律,因此在科學界產生了巨大的爭議。

在2010年,這種引擎只是在實驗中被證實了這種引擎的可能性,但是在實際中並沒有實際的套用,因此在科學界對這種引擎的爭議也日益的加大,因為這個引擎實際上是從電磁輻射力產生的推力。
電磁輻射力並不是一種推進力,它本身是一種阻力,而且這種阻力在大部份情況下都比較小,因此在大部份的物理實驗中電磁輻射力都是可以忽略不計的,因此在科學界對這種引擎的爭議就更大了。

而且牛頓第三定律是力的平衡定律,它不僅僅適用於力,還適用於動量,根據牛頓第三定律可以很容易的得出,如果沒有推進工質,那麽推進力就要小於零,也就是說電磁輻射力能產生推力。
然而在科學界的實驗中,這種引擎的推力效果卻非常的明顯,這就讓科學界的人們對這種引擎產生了極大的興趣,有人認為可能是在實驗的過程中出現了一些幹擾,導致實驗結果出現了錯誤。

因此在實驗的過程中必須要排除實驗的一切幹擾,來驗證這種引擎的真實性,為了驗證這種引擎的真實性,科學家們進行了多次的實驗,然而不管是在中國還是在美國,這種引擎的實驗結果都是產生了推力,因此在科學界對這種引擎的爭議就更大了。

二、EmDrive的實驗。

在2016年,哈羅德•懷特教授研究小組對這種引擎進行了實驗,實驗的結果顯示這種引擎的實際效果和理論相一致,從而證實了這種引擎是真實存在的,同時還對這種引擎產生推力的原理進行了解釋。

他們發現這種引擎在產生推力的過程中不僅僅是電磁輻射力產生了推力,同時也會產生一種壓力,這種壓力可以從另一種角度來解釋牛頓第三定律,從而也不會違背牛頓第三定律,這種引擎也可以透過一定的物理定律來解釋。
他們在實驗的時候分別改變了兩種不同的結構,一種是實驗結構的一半是與電磁波不發生相互作用的結構,另一半是發生相互作用的結構,另一種則是實驗結構的一半是與電磁波發生相互作用的結構,另一半則是不發生相互作用的結構。

在實驗的過程中,他們發現在前一種實驗結構中並沒有產生推力,而在後一種實驗結構中就產生了推力,由此他們就得出了這種引擎產生推力的原理,而且兩種實驗結果都符合他們的結論。
這種引擎在產生推力的過程中有可能是由於在供電路線中的電流產生的電磁輻射力,切割了地球磁場的磁力線,從而產生的推力,這種引擎可能存在著一些實驗幹擾的可能。

因此在進行這種引擎的實驗的時候,他們在實驗的過程中排除了一切可能的幹擾,然而在他們的實驗結果中,這種引擎的實驗結果卻和以往的實驗結果不盡相同,他們並沒有觀察到這種引擎產生推力的實際效果,因此在科學界的對這種引擎的爭議就更大了。

三、發動機的選擇。

目前在火箭上面使用的發動機主要有兩種,一種是化學燃料火箭,另一種是離子推進火箭,這兩種發動機各有其適用的範圍。
化學燃料火箭在發射的時候非常的強勁,但是它的推力卻非常的低,因此在發射的時候可以搭載更多的工質,但是在太空中飛行就非常的不適合,因為它的推力不夠,且工質消耗的非常快。

在離子推進火箭上面,它沒有化學燃料火箭推進力強大的優點,但是它卻有工質消耗小的優點,因此在太空中飛行的時候可以搭載更多的工質,但是它在地球發射的時候卻不適合,因為它的推力不夠。
在未來要想實作星際探索,就必須要開發出新型的發動機,以適應太空探測的發展,目前有關新型發動機的研究也逐漸浮出水面,其中就有核聚變引擎以及曲速引擎。

核聚變引擎是將氫氣轉變為氦氣,然後再將氦氣轉變為氫氣,從而不斷的釋放出能量,從而產生推力,核聚變引擎在太空探測中有著非常巨大的優勢,而且在實驗中已經將氫氣轉變為氦氣,從而產生能量。
曲速引擎則是從科幻電影中走出來的,這種引擎透過控制太空時間的扭曲,從而實作太空飛船的快速移動,從而實作在星際之間的探測。

結語

EmDrive的實驗結果以及NASA的實驗結果都顯示這種引擎的實際效果和理論相一致,但是在NASA的實驗結果中卻沒有發現這種引擎產生推力的實際效果,因此這種引擎的實驗效果存在很大的爭議。

然而這種爭議也反映了科學探索中對於傳統定律的挑戰和探索,種挑戰和探索對於開創新的科學領域具有非常的重要意義,因此在科學探索的道路上充滿了挑戰和未知,在探索新型發動機的同時,科學家們也在不斷最佳化傳統的火箭發動機,以提高空間探測的效率和可靠性。

未來的空間探索將需要不同類別的發動機相互配合,發揮各自優勢,以應對更加復雜和長遠的探索任務。
同時也提醒科學家們在探索新技術時要謹慎求證,避免過早宣稱取得突破,以免造成科學界的混淆和誤解,需要科學家們保持開放的思維和態度,勇於探索未知領域,推動科學技術的發展。