Avaruuspotkukelkkoja ja ikiliikkujia

Isaac Newton postuloi kaikille tutuissa mekaniikan peruslaeissaan seuraavaa:

1. Kappale jatkaa tasaista suoraviivaista liikettä vakionopeudella tai pysyy levossa, jos siihen ei vaikuta ulkoisia voimia tai vaikuttavien ulkoisten voimien summa on nolla.

2. Kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima F antaa kappaleelle kiihtyvyyden a. Mitä suurempi on kappaleeseen kohdistuva voima, sitä suuremman kiihtyvyyden se kappaleelle aiheuttaa. Kappaleeseen vaikuttava kokonaisvoima F antaa mmassaiselle kappaleelle kiihtyvyyden a siten, että

 \mathbf{F}=m\mathbf{a}. \,\!

3. jos kappaleeseen vaikuttaa toinen kappale jollain voimalla, niin samanaikaisesti kappaleen täytyy vaikuttaa toiseen kappaleeseen yhtä suurella, mutta suunnaltaan vastakkaisella voimalla.

Mekaniikan III peruslaista seuraa, että kappaleiden vuorovaikutuksissa niiden yhteenlaskettu liikemäärä säilyy.

Lähde: Wikipedia

Mekaniikan peruslait pätevät yleistettynä myös relativistissa ilmiöissä ja kaiken tietämyksemme mukaan ei ole olemassa ilmiöitä, joissa liikemäärä ja energia eivät säilyisi. Se ei kuitenkaan ole estänyt pellepelottomia mietiskelemästä reaktiottoman avaruusmoottorin ongelmaa.

Reaktioton voimanlähde on kuviteltu laite, joka tuottaisi työntövoimaa ilman ,että sen tarvisisi tuottaa vastavoimaa rakettimoottorin tavoin. Rakettimoottori toimii Newtonin 3. lain mukaisesta liikuttamalla reaktiomassaa suurella nopeudella taaksepäin, jolloin liikemäärän säilymisen lain mukaan raketti saa reaktiomassan liikemäärää vastaavan liikemäärän eteenpäin.

Rakettimoottorin ongelma on se, että avaruusaluksen täytyy kuljettaa aluksen omaan painoon nähden valtavia määriä reaktiomassaa mukanaan tai kerätä se avaruudesta esimerkiksi Bussard moottorin tavoin. Toki myös aurinkopurjeet toimivat, ne muuttavat aurinkon säteilyn sisältämän liikemäärän avaruusluotaimen omaksi liikemääräksi.

Mikäli reaktioton avaruusajo olisi mahdollista kehittää, avaisi se ennennäkemättömiä mahdollisuuksia avaruustutkimuksen alalla.

Dean Drive oli Norman Deanin kehittämä laite, joka hänen mukaansa oli reaktioton moottori. Tieteiskirjailija Jerry Pournelle oli läheisesti tekemissä värkin kanssa ja kertoo tapauksesta sivuillaan.

Dean Drive ei koskaan todistetusta toiminut ja sen liikkeen pääteltiin johtuvan kitkasta ja vuoravaikutuksesta alustan kanssa.

Woodward effect on eläkkeelle jääneen historian professori ja fyysikko James F. Woodwardin kehittämä idea, joka perustuu hänen mukaansa niin sanottuu Machin periaatteeseen. Woodward on julkaissut teoriastaan vertaisarviotuja papereita, mutta yleisesti ideaa pidetään parhaimmilaankin villinä spekulaationa.

Machin periaate inspiroi aikoinaan itseään Albert Einsteinia yleisen suhteellisuusteorian kehittämisessä, mutta nykyinen konsensus on se, että Machin periaate on yksinkertaisesti väärin.

Tämä ei estä Woodwardia ja muita pellepelottomia rakentelemasta laitteita, jotka toimivat tällä oletetulla efektillä.

Englantilainen avaruusinsinööri Roger E. Shawyer esitti vuonna 2000 EmDrive härpäkkeensä. Fyysikko John P. Costella on kuvannut Shawyerin paperia aiheesta seuraavasti:

”From the impressive credentials Shawyer was credited with in Mullins’ article, I expected a scientific paper containing a subtle error that I would enjoy discovering. Instead, I was looking at a pseudo-scientific hodge-podge of equations drawn from just three solitary references: a first-year university general physics textbook; James Clerk Maxwell’s original Treatise on electrodynamics(1873); and an obscure 1952 paper on microwaves published by the Institution of Electrical Engineers (UK). The first two references I own, and have read; the third I had never heard of, and didn’t need to read. Shawyer’s paper was complete rubbish. ”

Siitä huolimatta Shayerin EmDrivea on testannut esimerksi NASA. Sama tutkimusryhmä on testaillut myös toista lentävää peltisankoa, Cannae ajoa.

nasa-space-drive-emdrive.si

 

Cannae Drive on Guido Fettan versio Shawyerin peltisankomoottorista. NASAn konferenssipaperin mukaan:

“..is producing a force that is not attributable to any classical electromagnetic phenomenon and therefore is potentially demonstrating an interaction with the quantum vacuum virtual plasma.”

”..tuottaa voiman, jota ei voida pitää minkään klassisen sähkömagneettisen ilmiön aiheuttamana ja siksi se mahdollisesti demonstroi vuorovaikutusta kvanttityhjiön virtuaaliplasman kanssa.”

Kvanttityhjiön virtuaaliplasma on erikoinen termi, koska kukaan ei tiedä mitä se tarkoittaa. Matemaattinen fyysikko John Baez kuvaa termiä näin:

Quantum vacuum virtual plasma” is something you’d say if you failed a course in quantum field theory and then smoked too much weed.”

Kvanttityhjiön virtuaaliplasma kuulostaa jonkun sellaisen sanomalta, joka on juuri reputtanut kvanttikenttäteorian kurssin ja poltellut päälle liikaa ruohoa.”

Kaikissa reaktiottomissa avaruusmoottoreissa on yksi paha vika, ne rikkovat liikemäärän säilymisen lakia. Modernin fysiikan tietämyksen mukaan ei ole olemassa ilmiöitä, joissa liikemäärä ei säilyisi.

Reaktiottomaan avaruusajoon liittyy tätä kautta toinen vakava ongelma, se implikoi myös energian säilymislain rikkoutumista. Tasaisella työntövoimalla kiihdyttävän reaktiottoman avaruusaluksen nopeus nousee lineaarisesti (ainakin ennen kuin lähestytään relativistisia nopeuksia) ja sen liike-energia on verrannollinen nopeuden toiseen potenssiin. On helppo nähdä pelkästään lukiofysiikaa käyttäen, että on olemassa aika, jonka jälkeen tällaisen systeemin liike-energia ylittää reaktiottomalle moottorille syötetyn energian: ergo, reaktioton moottori on aina myös ikiliikkuja.

Toisin kuin Woodward, esim Shawyer kieltää tämän ongelman. Shawyerin mukaan moottorin hyötysuhde laskee nopeuden kasvaessa. Tämä suhteellisuusperiaatteen vastainen väite on hieman erikoinen, koska Shawyer perustelee värkkinsä toimintaa suhteellisuusteorialla.

Ajatus ilmaisesta energiasta kiehtoo ihmismieltä. Iki-liikkujan rakenteli myös viime vuosisadalla elänyt Mikko Minkkinen.

”Minkkisen ikiliikkujassa on 36 paljetta, jotka hän teki nahasta.
Hän kehitteli ideaa ilmasta, joka siirtyisi palkeesta toiseen ja
pyörittäisi näin akselia, jonka molemmissa päissä olivat isokokoiset renkaat.
prototyypin hän rakensi puusta aikomuksenaan tehdä sitten varsinainen ikiliikkujan metallista. Hän rakensi kolmekymmentä vuotta ikiliikkujaansa perheen nähdessä nälkää. ”

Nykyajan ikiliikkujakeksijät ovat yhtälailla periksiantamatonta lajia. Lopputuloksetkin ovat olleet samansuuntaisia: kenenkään häppäsvärkki ei ole toiminut.

 

I cannae change the laws of physics! I’ve got to have thirty minutes!”

 

Viitteet:
http://fi.wikipedia.org/wiki/Mekaniikan_peruslait
http://en.wikipedia.org/wiki/Bussard_ramjet
http://en.wikipedia.org/wiki/Dean_drive
http://www.jerrypournelle.com/sciences/dean.html
http://en.wikipedia.org/wiki/Woodward_effect
http://johncostella.webs.com/shawyerfraud.pdf
http://kauas.asentopaikka.fi/wp-content/uploads/2014/08/nasa-cannae.pdf
https://plus.google.com/117663015413546257905/posts/C7vx2G85kr4
http://www.ksymparistokasvatus.fi/uploads/files/hankasalmi_kohdekortit_9_2.pdf
http://kauas.asentopaikka.fi/2014/08/09/huonoa-tiedetta-ja-viela-huonompaa/

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *