EmDrive: Động cơ không cần nhiên liệu, lên Mặt Trăng chỉ 4 giờ?

Các phòng thí nghiệm trên thế giới đã tự đặt ra cho mình "nhiệm vụ bất khả thi" là chế tạo động cơ hoạt động không cần nhiên liệu, phá vỡ các định luật vật lý.

Vấn đề đã được giải quyết từ khi động cơ EmDrive ra đời. "Nhiệm vụ bất khả thi" tiếp theo được đặt ra là dùng động cơ EmDrive đưa các nhà du hành lên sao Hỏa để chúng minh động cơ có hoạt động.

Cuộc cách mạng động cơ tạo ra đột phá bằng cách đẩy vi sóng trong khoang kín bằng năng lượng Mặt Trời.

Trong khi các nhà nghiên cứu cho rằng động cơ EmDrive không thành sự thực được bởi nó phá vỡ mọi định luật vật lý, thì những người khác lại hy vọng dùng nó cho tàu vũ trụ trong tương lai.

Các nhà khoa học đang đặt ra giả thuyết giải thích động cơ hoạt động thế nào. Trong mấy tháng tới, các nhà khoa học sẽ cùng nhau phân tích và bình luận về nó làm cho nó sớm thành hiện thực.

Động cơ EmDrive: Giấc mơ du hành vũ trụ "nhanh như chớp" của loài người

Thực ra, ý tưởng động cơ hoạt động không cần nhiên liệu không phải là mới mẻ. Cách đây 16 năm, nhà nghiên cứu Roger Shawyer đã nghĩ ra ý tưởng "không tưởng" này.

Từ năm 2000, bốn cơ sở nghiên cứu độc lập, trong đó có phòng thí nghiệm của NASA đã tái sáng chế ra động cơ, tạo ra bước đột phá, mà không ai giải thích được nguyên lý hoạt động.

Nguyên bản động cơ hoạt động không cần nhiên liệu.

Động cơ EmDrive biến đổi năng lượng điện thành lực đẩy mà không cần nhiên liệu đẩy. Đáng lẽ động cơ không hoạt động được vì nó phá vỡ định luật động lực.

Theo định luật vật lý, động lực của một hệ thống luôn bền vững nếu như không có lực bên ngoài tác động vào hệ thống. Vì thế, tàu vũ trụ vốn dĩ cần tên lửa đẩy.

Tiến sĩ Mike McCulloch thuộc trường ĐH Plymouth (Anh) tỏ ra tin tưởng vào động cơ EmDrive. Ông giải thích về động cơ này bằng giả thuyết mới về quán tính cho rằng sự đối kháng của các vật thể lớn làm thay đổi chuyển động và gia tốc.

Giả thuyết này giải thích vì sao quán tính tồn tại thách thức các nhà nghiên cứu qua hàng thế kỷ.

Hình ảnh mô phỏng nguyên lý hoạt động của động cưo (chưa được công bố rộng rãi).

Ông Mike McCulloch cho rằng dự đoán trong thuyết tương đối gọi là "bức xạ Unruh" của nhà bác học Einstein đã giải thích được về quán tính.

Hiệu ứng này cho rằng nếu có gia tốc trong môi trường chân không thì nó sẽ chứa các phân tử khí ở nhiệt độ tương ứng với gia tốc. Nghĩa là vũ trụ làm nóng các vật thể bằng gia tốc.

Có thể xác định được quán tính khi bức xạ Unruh bằng áp suất trên vật thể đang gia tốc. Kích thước vật chất có liên quan đến gia tốc. Như với động cơ EmDrive, sóng bức xạ Unruh càng lớn thì gia tốc càng thấp.

Ở mức gia tốc cực thấp, độ dài sóng trở nên đơn giản nhưng lại là quá lớn để quan sát trong vũ trụ. Các nhà nghiên cứu đã đưa ra kết quả: quán tính có thể thực hiện toàn bộ độ dài sóng trong suốt thời gian, làm nó bị lượng từ hóa.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng mức độ gia tốc cực thấp, quán tính thay đổi với giá trị không thể đoán trước như các nhà khoa học đã từng quan sát thấy khi tàu vũ trụ bay trên Trái Đất, gây ra các chỉ số nhanh hơn tính toán của họ.

Chúng ta có thể hy vọng điều gì đó tương tự với động cơ EmDrive bằng cách làm giảm kích thước cho phép của độ dài bức xạ Unruh.

Theo tiến sĩ Mike McCulloch, lúc này các hạt photon có quán tính lớn hoàn hảo. Động cơ EmDrive bị cắt chóp, bức xạ Unruh rất nhỏ.

Chóp nón sản sinh bức xạ Unruh với độ lớn kết thúc nhất định nhưng chỉ cho độ dài sóng nhỏ hơn khi kết thúc lần kế tiếp.

Thí nghiệm gần đây của NASA cũng cho thấy lực đẩy đảo ngược.

Quán tính của các hạt photon trong khoang thay đổi khi tiến lùi. Để bảo toàn động lượng, bắt buộc chúng phải sinh ra lực đẩy.

Tiến sĩ Mike McCulloch cho biết đã có một số bằng chứng về quá trình hoạt động này. Thí nghiệm gần đây của NASA cũng cho thấy lực đẩy đảo ngược.

Bước tiếp theo, động cơ EmDrive sẽ được thử nghiệm trên quy mô lớn hơn và nếu nó hoạt động thì nó có thể đưa hành khách và thiết bị lên Mặt Trăng trong vòng 4 giờ, lên sao Hỏa chỉ mất 10 tuần.

Nếu động cơ EmDrive hoạt động được trên quy mô lớn hơn thì nó có thể đưa con người ra ngoài hệ mặt trời.

Ví dụ, để đến hệ sao Alpha Centauri với công nghệ hiện tại sẽ mất hàng vạn năm. Với động cơ EmDrive, chúng ta chỉ phải đi trong 100 năm.