Sunday Science: эффект Вудварда и бесконечное топливо для космических кораблей

Допустим, что человек смог создать новый тип силовой установки, которая позволяет космическим кораблям двигаться достаточно быстро для полета к ближайшим звездам. Однако не стоит сразу посылать человека к Альфа Центавра – это просто экономически не рационально, как мы уже знаем, существует опасность связанная с космической радиацией, которая требует отдельного разрешения. Поэтому первый запуск лучше всего осуществить при участии роботизированного космического корабля. Но даже в таком случае мы столкнемся с еще одной серьезной проблемой – путешествие через космос будет требовать топливо. Хотя ученые уже работают над источниками энергии эффективными на протяжении десятилетий, над портативными генераторами топлива и тому подобным – возможно это не самый разумный подход?

Эффект Вудварда указывает на то, что мы можем добиться отличных результатов в сохранении топлива путем манипуляции с его массой.

Вселенная слишком большая и в основном она состоит из пустоты. В связи с этим "добыча" топлива для любого космического корабля становится крайне сложным делом. Хотя технический космический корабль может набрать необходимую скорость и просто двигаться через пространство по инерции, любое изменение в скорости или направлении потребует топлива. Если мы хотим путешествовать в любом направлении, то нам потребуется такой способ движения, который можно использовать везде без необходимости использовать внешние ресурсы или энергию.

Одно техническое решение – это создание и аннигиляция материи и антиматерии – однако такой способ требует столько же энергии, сколько выделяется при аннигиляции. Солнечный ветер, потоки заряженных частиц с поверхности звезд – так же могут служить средством для передвижения, однако он не позволяет маневрировать в пространстве. А даже если мы и решим использовать солнечные паруса, их размеры по сравнению с кораблем будут гигантскими – не говоря уж об опасности прорыва от случайных обломков.

Так что же с упомянутым эффектом Вудварда? Суть этого эффекта в том, что мы можем зациклить группу частиц через петлю таким образом, что они будут менять массу. Мы можем притягивать их когда они в легкой фазе, и толкать, когда в тяжелой. Для сравнения – это как схватить воздушный шарик и притянуть к себе, а когда он превратится в пушечное ядро – оттолкнуть от себя. Благодаря таким действиям мы почувствуем толчок в противоположную сторону.

Как это происходит? По некоторым предположениям – этого вовсе не происходит. Эффект как таковой основан на Принципе Маха, и даже сам Джеймс Вудвард предпочитал называть свою идею Эффектом Маха. Вышеупомянутый Принцип довольно сложен, но есть и довольно простое объяснение, которое было продемонстрировано одним теплым летним вечером. Если выйти к ночному небу и посмотреть на звезды, то звезды будут находится в одном положении – если конечно вы не будете стоять и смотреть на них часы напролет. Посмотрите на свои руки, которые висят по вашим бокам – на них не действует никакая сила кроме гравитации Земли. Теперь необходимо сделать оборот и чтобы руки так же были расслаблены. Так вы почувствуете, что руки поднимаются и под действием центробежной силы тянуться наружу. Если продолжить вращаться и посмотреть на звезды, то вы заметите, что звезды вращаются вокруг вас. Физик Эрнст Мах предположил, что это не случайность. Он верил, что на определенном уровне, ваши руки и звезды взаимодействуют друг с другом. Подобный эксперимент создает физическую систему. Странную и малоправдоподобную, но все же.

Естественно, что Мах не верил, будто это звезды приводят к тому, что руки двигаются, однако он предположил, что такое взаимодействие допустимо... хоть и на других масштабах. Тут мы перейдем от Маха к Эйнштейну. Последний объяснял, что не только время меняется под воздействием скорости, но так же и масса. В таком случае, если у вас есть объект движущийся в системе, который может включать далекие звезды и более близкие объекты, то масса объекта будет меняться по мере движения. Притягивайте его когда он легкий и отталкивайте, когда тяжелый – благодаря этому вы получите толчок, при этом находясь в системе где не создается/уничтожается массы или энергия.

Таким образом мы можем снабдить космический корабль необходимой массой для движения, тратить эту массу вращая ее в замкнутой системе используя эффект Вудварда, и вернуться домой с точно тем же количеством топлива, которое было изначально.

Звучит запутанно. Насколько же возможно создание подобных двигателей? Зависит от того, работает ли в действительности Принцип Маха. Многие ученые – в том числе и сам Эйнштейн, отвергали эту идею. Другие же рассматривают возможность использования подобного принципа в практическом смысле – опять же, если он работает. Эффект Вудварда тестировали множество раз. Некоторые тесты указывали на то, что эффект может быть даже более сильным чем предполагал Вудвард, однако другие пробы демонстрировали его отсутствие. 

Для нас же – это еще один возможный способ добраться к звездам. 

P.S. Так как в правильности передачи смысла не уверен, вот несколько ссылок:
Принцип Маха
Эффект Вудварда