Denník N

NASA vydala štúdiu o pohone, ktorý mal byť nemožný

Ako budú vyzerať rakety v budúcnosti? Ilustračné foto – TASR/AP
Ako budú vyzerať rakety v budúcnosti? Ilustračné foto – TASR/AP

Prečo pohon fungoval, zatiaľ vedci nevedia. Buď sa experimentátori dopustili chyby, alebo je zákon zachovania hybnosti nesprávny.

Začnime zľahka. Väčšina vecí sa hýbe tak, že vyvíjajú silu na niečo vo svojom okolí a zákon akcie-reakcie sa postará o zvyšok.

Zatlačíme kolesom smerom dozadu a pohneme sa dopredu. Lode presúvajú za seba vodu, lietadlá zas vzduch. Ide o rôzne mechanizmy, no ten istý princíp.

Situácia sa začne komplikovať, keď sa nachádzame niekde, kde sa nedá o nič zaprieť, napríklad vo vesmíre. Ak chcete niečo odhadzovať za seba, musíte si to priniesť. Rakety si donesú palivo, spália ho a následne veľkou rýchlosťou vyvrhnú.

Praktická realizácia je náročná. Ak chcete urýchliť tonu nákladu, potrebujete dodať príslušné množstvo paliva, čím však vzrastie hmotnosť rakety. Keď je raketa ťažšia, treba pridať ďalšie palivo, čím raketa znovu oťažie a tak ďalej. Výsledné zariadenie tak prevažne tvoria zásobníky paliva.

Slnečné plachetnice

Vymyslieť raketový pohon bez potreby paliva je preto nesmierne lákavé. Pekným nápadom sú slnečné plachetnice, ktoré zachytávajú fotóny.

Takýto pohon prestáva fungovať v medzihviezdnom priestore, no napríklad projekt Stephena Hawkinga a Yuriho Millera plánuje poháňať plachetnice silnými lasermi zo Zeme. Aj v tomto prípade však ide o interakciu rakety s okolím – buď sa niečo odhadzuje, alebo zachytáva.

Hýbe sa bez kontaktu s okolím

V roku 1999 vymyslel britský vedec Roger Shawyer kontroverzný druh pohonu: stačí naplniť nádobu elektromagnetickým poľom s istou frekvenciou a ona sa začne hýbať sama, bez hocijakého kontaktu so svojím okolím.

Takéto správanie by narúšalo jeden zo základov fyziky, zákon zachovania hybnosti, keďže sa nič nehádže dozadu, ani nezachytáva, no nádoba sa aj tak hýbe dopredu.

O to prekvapivejšia je štúdia od NASA, ktorá tento koncept otestovala a on prekvapivo fungoval. Keď kovovú nádobu – mierne pripomínala uzavretý kýbeľ – naplnili elektromagnetickým vlnením, vykázala mierny pohyb dopredu. Keď ju otočili, hýbala sa dozadu.

Buď chyba, alebo je zákon nesprávny

Sú dve možnosti: buď sa experimentátori dopustili chyby, alebo je zákon zachovania hybnosti nesprávny. Fyzici sú voči druhej možnosti skeptickí, tento princíp totiž vychádza zo skutočnosti, že fyzikálne zákony sa nemenia z miesta na miesto (nezávisia od toho, kde sa práve nachádzame).

Najpravdepodobnejšia možnosť je, že sa časom ukáže, že zo skúmaného systému niečo predsa len unikalo. Trochu viac dozadu než dopredu, čím vznikol výsledný ťah.

V prípade, že by pozitívny výsledok potvrdili aj ďalšie laboratóriá, fyziku čakajú zaujímavé časy.

Rozpínanie vesmíru

Na záver jedna poznámka: prečo vlastne NASA publikovala výskum, ktorý vo fyzikálnej komunite budí také kontroverzie? História ukazuje, že takéto situácie končia buď ako omyl, alebo Nobelova cena.

Nie je to dávno, čo dve skupiny vedcov súťažili o zmeranie spomaľovania rozpínania vesmíru. Oba tímy namerali nečakaný výsledok: rýchlosť rozpínania namiesto klesania rástla. To by však znamenalo, že vesmír je plný exotickej tmavej hmoty, a tak so zverejnením výsledku radšej čakali.

Jedna skupina si však uvedomila, že keď aj tá druhá váha, tak asi z rovnakého dôvodu – čo vlastne ich výsledok potvrdzuje. Rozhodli sa svoje kontroverzné zistenie publikovať, za čo si v roku 2011 odniesli Nobelovu cenu.

Experiment OPERA

Opačným príkladom je experiment OPERA. V roku 2011 vedci oznámili, že zaznamenali neutrína, ktoré sa pohybujú nadsvetelnou rýchlosťou. Neskôr sa ukázalo, že išlo o (drobnú, ale kľúčovú) chybu elektroniky, a výsledok museli odvolať.

Keď teda výskumníci narazia na nečakaný výsledok, vedia, že ich čaká buď sláva, alebo hanba spojená s odvolaním výsledku. Ak však postupovali najdôslednejšie, ako sa dalo, výsledok (takmer vždy) nakoniec zverejnia a nechajú zvyšok vedeckej komunity, aby ho potvrdili či vyvrátili.

Na výsledok, ktorý oznámila NASA, sa tak treba pozerať s opatrným záujmom: uvidíme, či sa ho podarí zopakovať aj niekomu ďalšiemu, alebo sa odhalí experimentálna chyba.

Dostupné z: http://dx.doi.org/10.2514/1.B36120

[Tip na knihu: Věda podle abecedy od známeho popularizátora vedy, novinára českého Deníka N Petra Koubského.]

Máte pripomienku alebo ste našli chybu? Prosíme, napíšte na pripomienky@dennikn.sk.

Vesmír

Veda

Teraz najčítanejšie