چینی‌ها سیستمی ساخته‌اند که قانون سوم نیوتن را نقض می‌کند!

رسانه‌های دولتی چین اوایل ماه جاری ویدئویی را منتشر کردند که نشان می‌داد، دانشمندان سازمان فضایی چین مشغول کار روی سیستم فوق پیشرفته‌ای موسوم به ای ام درایو (EM Drive) است. درحالی‌که به نظر می‌رسد هنوز شواهد قطعی وجود ندارد که نشان دهد، سیستم EM Drive می‌تواند کار کند، پس از وقفه‌ای نسبتا طولانی، سیستم معروف EM Drive دوباره به رسانه‌ها راه یافته است. پیش از این هم، ماه ژانویه بود که محققان آژانس فضایی چین ویدیویی را در شبکه‌های دولتی منتشر کردند که نشان می‌داد، سیستم EM Drive قابلیت کارایی دارد.

 آیا چینی‌ها در نهایت موفق به محقق کردن چنین اتفاق غیرممکنی شده‌اند؟

ابتدا بیاید، سیستم EM Drive را بررسی کنیم. سیستم EM Drive (سیستم پیشران محفظه تشدید یا موتور الکترومغناطیسی) سیستم نیرو محرکه‌ بدون سوختی است که ناسا مدت‌هاست به دنبال توسعه آن بوده است. این سیستم، از لحاظ تئوری قادر به نقض قانون سوم نیوتون است.

ماه دسامبر سال گذشته، دولت چین ادعا کرد که در حال آزمایش یک سیستم EM Drive در فضا است و یک منبع ناشناس به اینترنشنال بیزینس تایمز گفت؛ دولت ایالات‌متحده آمریکا هم در حال آزمایش همین سیستم با هواپیمای فضایی اسرارآمیز ارتش، موسوم به X-37B است.

X-37B و یا بوئینگ X-37، یک هواپیمای فضایی بدون سرنشین خورشیدی است که رکورد بیشترین حضور در مدار زمین را با گردش به مدت ۶۷۸ روز متوالی دارد. کارایی این سیستم تا حدی زیادی هنوز به اثبات نرسیده، اما از پتانسیل فوق‌العاده بالا و انقلابی چنین سیستمی به‌راحتی نمی‌توان گذشت.

سیستم EM Drive، سیستم نیرومحرکه‌ای است که از لحاظ تئوری به جای استفاده از سوخت، به وسیله نوسان امواج ماکروویو به جلو و عقب، نیروی تراست تولید می‌کند.

این سیستم نیرومحرکه بر اساس مفروضات، قادر به تولید نیروی تراستی است که می‌تواند انسان را ظرف مدت ۷۰ روز به مریخ برساند و اساسا توانایی تحول عظیمی در سفرهای فضایی دارد. البته همه این‌ها منوط به این است که کارایی سیستم EM Drive، واقعا از لحاظ عملی به اثبات برسد.

در حالی که در سیستم EM Drive بدون خروج هر نوع ماده از موتور یا استفاده از سوخت، نیروی محرکه تنها در یک جهت تولید می‌شود و بر اساس محاسبات، نیرویی که از این طریق تولید می‌شود به قدری است که می‌تواند انسان را تنها در طول ۷۰ روز به مریخ برساند

در حالی که در سیستم EM Drive بدون خروج هر نوع ماده از موتور یا استفاده از سوخت، نیروی محرکه تنها در یک جهت تولید می‌شود و بر اساس محاسبات، نیرویی که از این طریق تولید می‌شود به قدری است که می‌تواند انسان را تنها در طول ۷۰ روز به مریخ برساند

آزمایش‌های اولیه، از جمله مطالعه‌ای که ناسا منتشر کرده نشان می‌دهند، سیستم EM Drive قادر به تولید نیروی تراست است.

در این مطالعه ناسا می‌خوانیم:

داده‌های تراست از جلو و عقب نشان می‌دهند، این سیستم قادر به تولید نیروی تراستی معادل ۱٫۲ میلی نیوتن در کیلووات در خلا است که همان عملکرد سیستم تکانشی در هوا است.

به هر حال، چنین سیستمی قانون سوم حرکت نیوتن: «هر عملی را عکس‌العملی است؛ مساوی آن و در جهت خلاف آن» را نقض می‌کند. در واقع مفهوم اساسی در قانون سوم نیوتن این است که نیروی تک در طبیعت وجود ندارد. هر نیرویی دارای نیروی دیگری با همان اندازه و در جهت مخالف آن است. در واقع تمامی نیروهای موجود در طبیعت از این قانون پیروی می‌کنند و همه چیز در طبیعت به‌صورت دوتایی (همچون دو سر چوب و..) عمل می‌کند.

سیستم EM Drive هیچ نیروی سوختی ندارد و بنابراین از لحاظ فنی نباید قادر به تولید نیروی پیشرانش باشد. یکی از بهترین روش‌ها برای کاهش اثرهای عواملی همچون اصطکاک و فشار هوا، آزمایش سیستم EM Drive در فضا است، به همین دلیل دولت چین و آمریکا، همه علاقه‌مند به آزمایش این سیستم در فضا هستند. در این مورد حتی چین ممکن است، پیش از این سیستم خود را در فضا مورد آزمایش قرار داده باشد.

سیستم EM Drive پایه و اساس همه قوانین فیزیکی که می‌دانیم را بی‌اعتبار می‌کند

اما به‌جز شایعات، شواهدی هم در دست است. به‌جز گزارش اینترنشنال بیزینس تایمز، گمانه‌زنی‌هایی از وجود قراردادی خبر می‌دهد که بوئینگ (سازنده هواپیمای فضایی X-37B) در سال ۲۰۰۷ به امضا رسانده است. این قرارداد به تأیید وزارت دفاع بریتانیا هم رسیده و بر اساس آن، شرکت بوئینگ امکان آزمایش سیستم EM Drive را طی ۱۰ سال آینده خواهد داشت.

همچنین در گذشته شایعاتی وجود داشت که بوئینگ با مخترع EM Drive، مهندس انگلیسی راجر شوویر مشغول همکاری بوده است. هرچند، بوئینگ بعدها اعلام کرد که دیگر علاقه‌ای به این دستگاه ندارد.

دولت آمریکا ادعا می‌کند، هواپیمای فضایی X-37B به طور رسمی در حال آزمایش پیشرانه اثر هال است که توسط شرکت آیروجت راکیتداین ساخته شده است. این شرکت آمریکایی سازنده موشک و سیستم‌های نیروی محرکه وسایل نقلیه فضایی است.

پیشرانه اثر هال، سیستم نیروی محرکه امیدوارکننده دیگری است که توسط ناسا توسعه یافته و قادر به تولید ۶۰ میلی نیوتن در کیلووات است که در مقایسه با سیستم EM Drive نیروی فوق‌العاده قابل‌توجهی محسوب می‌شود؛ اما این سیستم هنوز متکی به سوخت است و بنابراین، نمی‌تواند مشکل حمل سوخت در مأموریت‌های آینده فضایی را بر طرف کند.

ولی تا زمانی که شواهدی در دست نباشد، هیچ‌چیزی را نمی‌توان تأیید کرد. بریچ کسنت، کارشناس سیستم‌های پیشرانش نیروی دریایی آمریکا و محققی از دانشگاه ایالتی کانکتیکات، می‌گوید:

عمل و عکس‌العمل نتیجه مستقیم اصل بقای حرکت است. نقض کردن چنین قانون پایه‌ای، پایه و اساس همه قوانین فیزیکی که می‌دانیم را بی‌اعتبار می‌کند.

بنابراین، به همان اندازه که دوست داریم دستگاهی داشته باشیم که بتواند تحولی در سفرهای فضایی پدید بیاورد و سفر به مریخ و فراتر از آن را راحت‌تر کند، اما همچنان بعید است که چنین سیستمی همان EM Drive باشد. همچنین اتفاقا یاهو نیوز گزارش می‌دهد که چیزی که به عنوان EM Drive توصیف می‌شود، در واقع همان سیستم حرکت مافوق نور (FTL، سیستم فوق پیشرفته‌ای که در سریال پیشتازان فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد) کاملا متفاوت است.

سیستم حرکت مافوق نور که فقط در قلمروی داستان‌های علمی تخیلی امکان‌پذیر است، اشاره به سیستم پیشرانشی دارد که سرعت نور را در محیط فضا-زمان می‌شکند. به گفته ناسا، بخش عمده‌ای از دانسته‌های علمی ما چنین نتیجه‌گیری می‌کنند که چنین ساخت چنین دستگاهی غیرممکن است. به خصوص اینکه که بخواهیم نظریه نسبیت اینشتین را در نظر بگیریم.

سیستم EM Drive هیچ نیروی سوختی ندارد و بنابراین از لحاظ فنی نباید قادر به تولید نیروی پیشرانش باشد. یکی از بهترین روش‌ها برای کاهش اثرهای عواملی همچون اصطکاک و فشار هوا، آزمایش سیستم EM Drive در فضا است، به همین دلیل دولت چین و آمریکا، همه علاقه‌مند به آزمایش این سیستم در فضا هستند

بدون سیستم EM Drive و قطعا بدون سیستم حرکت مافوق نور (FTL) در آینده نزدیک و (حتی دور) تنها باید به تکنولوژی موشکی فعلی برای سفر به مریخ و فراتر از آن متکی بمانیم. با این حال، ناسا و شرکت‌هایی مانند اسپیس ایکس هم‌اکنون مشغول طراحی و ساخت موشک‌های بزرگ‌تری هستند که زمان سفرهای فضایی را کاهش دهند. در این مورد مشخصا موضوع سفر به مریخ مطرح است که بین ۶ تا ۸ ماه به طول می‌انجامد. اما اسپیس ایکس می‌گوید که ممکن است، بتواند روزی زمان سفر به سیاره‌ی سرخ را به ۸۰ روز کاهش دهد.

ایلان ماسک مدیرعامل و بنیان‌گذار اسپیس ایکس فکر می‌کند که تکنولوژی موشکی می‌تواند، حتی به زمان ۳۰ روز هم دست پیدا کند. در حالی که این ممکن است، سریع‌تر از سرعت نور و ظاهرا به همان اندازه سیستم EM Drive نباشد، این زمان سفر واقعی‌تری است که حداقل قوانین فیزیکی را نقض نمی‌کند!

بهمن عبدی