به چالش کشیدن قوانین فیزیک با یک فناوری بحث‌برانگیز!

قرار است در تاریخ ۱۰ ژوئن ۲۰۲۳ برای اولین بار یک سیستم پیشرانه تمام الکتریکی به نام IVQ Quantum Drive برای ماهوار‌ها به فضا پرتاب شود. این سیستم توسط شرکت IVO که پیشرو در فنآوری‌های برق بی‌سیم است و در داکوتای شمالی قرار دارد، ساخته شده و به عنوان یک سیستم آزمایشی برای نظریه جایگزین اینرسی عمل می‌کند.

به گزارش خبرآنلاین به نقل از inverse، این سیستم قرار است با عنوان بخشی از ماموت ترانسپورتر ۸ (transporter ۸)، و توسط موشک اسپیس ایکس فالکوم ۹ (SpaceX Falcon ۹) به فضا پرتاب شود. با تایید این فنآوری، محرک کوانتوم انقلابی در فضای تجاری و فراتر از آن ایجاد خواهد کرد. درغیر اینصورت می‌توانیم با خیال راحت بنشینیم و مطمئن باشیم که قوانین فیزیک، همان‌هایی هستند که قبلا بوده‌اند!

همه می‌دانیم که جهان در حال تغییر و گذار از تحولاتی بزرگ در زمینه‌های مختلف از جمله انرژی، حمل و نقل، ساخت و تولید، و ایجاد زیرساخت‌ها است. در واقع نیروی محرکه اصلی برای تغییراتی نظیر پیشرفت در محاسبات، فرآیند‌های چاپ سه بعدی و هوش مصنوعی، تمایل به جایگزین شدن با انرژی‌های پاک‌تر و پایدارتر است.

این امر منجر به نوآوری‌هایی نظیر اینترنت و دستگاه‌های بی‌سیم، ماشین‌های برقی، سلول‌های خورشیدی کوچک و توربین‌های بادی شده است. اما متاسفانه این نوآوری‌ها متکی به استفاده از باتری‌ها و تکنولوژی‌های شارژی سمی و ناایمن هستند.

شرکت IVO در سال۲۰۱۷ تأسیس شد، و هدف آن رسیدگی به مسائل عمده‌ای است که فناوری‌ها و نوآوری‌های امروزی با آن مواجه هستند. برای این منظور، آن‌ها بر گسترش یک فناوری انتقال انرژی بی‌سیم به نام انتقال هوایی خازنی (CBAT) تمرکز کرده‌اند.

با استفاده از این فناوری انعطاف‌پذیر، اپراتور‌ها و سازندگان می‌توانند اندازه باتری‌های خود را تا ۵۰ درصد کاهش داده و از موانعی که آن‌ها در جهت رسیدن به انرژی سبز ایجاد می‌کردند، عبور کنند.

علاوه بر این در دهه گذشته شاهد رشد شدید تعداد شرکت‌های فضایی تجاری بوده‌ایم که نوآوری‌هایی در زمینه موشک‌ها و ریزماهواره‌ها داشته‌اند. به همین دلیل محموله‌های بیشتری توسط کشورها، شرکت‌ها و موسسات دانشگاهی به فضا فرستاده می‌شود و به عبارتی فضا، قابل دسترس‌تر شده است.

اما متاسفانه صنعت فضایی هنوز به پیشران‌هایی متکی است که یا خود سمی هستند، یا محصولات جانبی سمی دارند، و یا مقادیر زیادی گاز گلخانه‌ای تولید می‌کنند. استفاده از نفت سفید یا سوخت‌هایی با پایه متان، برای پرتاب موشک‌ها، می‌تواند تا ۱۰ برابر بیشتر از یک پرواز طولانی (به ازای هر مسافر) دی اکسید کربن تولید کند.

شرکت IVO در سال ۲۰۲۱ با استفاده از یک نظریه جایگزین در مورد اینرسی، یک سیستم محرکه تمام الکتریکی جدید را گسترش داد. این سیستم که با نام محرک کوانتومی IVO (IVO Quantum Drive) شناخته می‌شود، برمبنای نظریه اینرسی کوانتیزه (QI) است و در میان بسیاری از فیزیک‌دانان بعنوان یک نظریه حاشیه‌ای بحث‌برانگیز شناخته می‌شود.

یک نظریه جایگزین اینرسی!

نظریه QI برای اولین بار در سال ۲۰۰۷ توسط مایک مک کالوچ، فیزیکدان دانشگاه پلیموث، به عنوان جایگزینی برای مدل ماده تاریک سرد لامبدا (LCDM یا لامبدا- سی‌دی‌ام) ارائه شد. این نظریه تلاشی برای تطبیق نسبیت عام (GR) و نظریه میدان‌های کوانتومی (QFT) است.

مک کالوچ می‌گوید که این نظریه می‌تواند اساس پرتاب فضاپیما‌های بدون سوخت را فراهم کند. این نظریه بار‌ها به چالش کشیده شده است.

مک‌کالو و همکارانش در سال‌های اخیر، برای انجام آزمایش‌هایی برای بررسی QI در یک محیط آزمایشگاهی، از سوی DARPA (سازمان پروژه‌های پژوهشی پیشرفتهٔ دفاعی) کمک‌های مالی دریافت کردند. با راه اندازی محرک کوانتومی IVO، این نظریه برای اولین بار در فضا آزمایش می‌شود.

در صورت تایید، این سیستم مزایای بیشتری نسبت به پیشرانه‌های معمولی خواهد داشت، و مهمترین آن بازدهی فوق‌العاده آن است. به گفته IVO، یکی دیگر از مزایای طراحی ماژولار پیشران این است که به واحد‌های متعدد (و روی چند محور) اجازه می‌دهد تا روی هم قرار گیرند تا نیروی رانش بیشتری را به دست آورند.

یکی از بنیانگذاران شرکت IVO، با ایمیلی به یونیورس تودی گفت: «محرک کوانتومی IVO یک ساختار شکنی واقعی از محدودیت‌های فعلی در پیشرانه‌های فضایی مدرن است. زیرا اولین پیشرانه الکتریکی خالص است، و برای کار کردن، تنها به برق نیاز دارد. دوران سیستم‌های سوختی پیچیده‌ای که برای به پرواز درآوردن فضاپیما‌ها به سوخت خاصی نیاز دارند، به پایان رسیده است. تا زمانی که ما الکتریسیته داشته باشیم، نیروی رانش خواهیم داشت، و برای اولین بار ممکن است بتوانیم به دلتا-وی (به معنی تغییر در سرعت) نامحدود دست پیدا کنیم.»

طبیعتا اخبار منتشر شده از این آزمایش‌ها و ادعا‌های این شرکت با شک و تردید‌های زیادی از طرف بسیاری از دانشمندان مواجه شده است. در صدر آن‌ها اندرو هیگینز قرار دارد که استاد مهندسی مکانیک در دانشگاه مک گیل و رهبر «گروه تحقیقاتی آزمایشی پرواز بین ستاره‌ای» بوده است. او در سال ۲۰۱۸ مقاله‌ای با عنوان «تطبیق یک محرک پیشرانه بدون واکنش با قانون اول ترمودینامیک» منتشر کرد و در آن نشان داد یک محرک الکترومغناطیسی که از پیشرانه استفاده نمی‌کند، از نظر فیزیکی سالم نیست.

به گفته هیگینز، دستگاه‌های الکترومغناطیسی که به پیشرانه متکی نیستند، نمی‌توانند نیروی رانشی بیشتر از ۳.۳۳ میکرونیوتن در هر کیلووات تولید کنند، در غیر این صورت، آن‌ها نهایتا به نوعی ماشین که در حال حرکت دائمی هستند تبدیل می‌شوند.

علت آن این است که اعمال نیروی ثابت منجر به شتاب ثابت می‌شود، و میزان انرژی جنبشی جسم در طول زمان، بصورت توان دو، افزایش می‌یابد (به توان دو می‌رسد)، در حالیکه میزان انرژی ورودی به صورت خطی افزایش می‌یابد. در نتیجه، مقدارانرژی جنبشی جسم از انرژی ورودی بیشتر خواهد شد و (اگر این انرژی از طریق کاهش سرعت، جمع‌آوری شود) یک افزایش خالص انرژی خواهیم داشت.

به طور خلاصه، این مفهوم، قانون اول ترمودینامیک که می‌گوید انرژی داخلی (E) یک سیستم برابر است با اختلاف بین انتقال حرارت (Q) به یک سیستم و کار انجام شده (W)توسط سیستم، را نقض می‌کند.

هیگینز از طریق ایمیلی به یونیورس تودی گفت: «به نظر من محرک کوانتومی IVO همانند درایو EM است، رانشگر اثر «وودواردماخ» یا هر دستگاه دیگری که ادعا می‌کند ورودی برق را می‌گیرد و بدون هیچ گونه فعل و انفعال دیگری با جرم و سایر نیروها، خروجی رانش تولید می‌کند. اهمیت چندانی ندارد که نشان دهیم چنین دستگاهی می‌تواند به یک ماشین حرکت دائمی از نوع اول تبدیل شود. این ماشینی است که بدون هیچ فعل و انفعال دیگری، فقط از یک جعبه سیاه نیرو تولید می‌کند.»

اگر این پروژه شکست بخورد، دانشمندان می‌توانند خیالشان راحت باشد که قوانین فیزیک نیازی به بازنگری ندارند. اما اگر موفقیت‌آمیز باشد، در‌های جدیدی را به روی فرصت‌های فوق العاده خوب باز خواهد کرد. در نهایت، باید بگوییم که همه (موافقان یا مخالفان) برای دیدن نتیجه این آزمایش هیجان زده هستند!