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美国反重力突破?不用燃料抵消1个地球引力,或影响未来1000年?

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NASA一位工程师发明了一个匪夷所思的装置!简而言之,他发现了一种原理未明、难以解释的新基本力,并据此开发了无需推进剂就能驱动的推进器,看似违背了已知物理定律,但却产生了足以抵消1个地球重力的推力,并且没有违背能量守恒定律,自认是一个可能改变游戏规则的历史性突破,并可能影响未来一千年的太空旅行,目前正在寻求资金支持,准备将推进器发射到太空进行测试。

你想到什么没有?没错,反重力装置,虽然这位NASA工程师没有说它是反重力,但他确实是一个反重力研究组织的成员,所以我们今天将要进入一个高度未知的领域,谈论的也是主流科学之外,目前尚属科学边缘的东西。为了更科学地讨论这项发明,避免误导大家,我要先花一些篇幅来介绍这项研究的背景。

如假包换的真专家

这位工程师名叫查尔斯·布勒(Charles Buhler)博士,是NASA位于佛罗里达州的肯尼迪航天中心静电和表面物理实验室的创始人兼首席研究科学家,这个实验室负责NASA多个关键任务的发射和运营。查尔斯·布勒博士是静电学方面最顶级的专家之一,甚至可能需要去掉这个“之一”,因为长期以来,他一直负责航天飞机、国际空间站和哈勃望远镜的静电放电 (ESD) 管理和安全。



NASA关于布勒博士的最新消息是4月10日NASA网站上的一篇文章:《NASA 技术有助于抵御月球尘埃》,介绍了布勒博士团队正在开发的一种电动力除尘盾(EDS)技术,这项技术旨在帮助航天器和宇航员应对月球和火星表面的尘埃问题,在月球上建立人类长期驻留基地的第一道防线。所以布勒博士是如假包换的真专家,他在NASA的工作和重要性是毋庸置疑的。

但值得注意的是,布勒博士并不是以NASA科学家的身份公布这项发明的,他特意强调说,这项工作与NASA和美国政府无关,而是他联合创建的Exodus推进技术团队的成果,这个团队由来自 NASA、蓝色起源、空军、埃克森美孚的工程师、科学家以及法律界和商界精英组成。



至于为什么要宣称和NASA无关,可能也是因为这个发明原理未明,尚属人类现有认知之外,不属于主流科学的研究范畴,不愿给NASA带来更多麻烦吧。

热衷边缘科学的真科学家圈子

所以主流媒体也没有报道这项发明,而是一个叫The Debrief的新闻网站报道的,这个网站的宗旨自称是着眼于未来的尖端科学技术,为前沿技术、未来科学、国防情报和超出人类理解范围的知识提供严肃的、诚信的、严谨的新闻报道。

而发布这个发明的平台,则是替代推进能源会议(APEC),缩写和亚太经济合作组织一样,不要搞混了。APEC是2020年成立的,自称是互联网上最疯狂的科学俱乐部,致力于解决反重力和突破性推进。



APEC由来自美国NASA、空军、国防高级研究计划局(DARPA)、麻省理工等机构的科学家组成,目前APEC已形成约100人左右的圈子,其中至少有16人是现任或前NASA科学家、工程师,另有14人来自麻省理工、哈佛大学等知名研究机构。

APEC成员定期在网上召开会议,讨论主流科学范围之外的话题或想法,也就是所谓的边缘理论,最重点的关注是反重力科学和技术,3年多来已举办了数十场会议,被认为是反重力研究领域的伍德斯托克——1969年的反主流疯狂音乐节,被认为对现代音乐产生了巨大影响和转折。

所以这是一个热衷边缘科学的真科学家圈子,理想是创造超越人类现有知识范围的未来技术。

违背能量守恒的无推进剂驱动

布勒博士20多年前就开始无推进剂驱动的研究,用了25年的时间,终于在2020年左右发现,静电学可能是打开无推进剂驱动大门的钥匙,此后就一发不可收拾,终于开发出目前这套足以抵消地球重力的装置。



如果真的被验证成功,布勒博士无疑应该感谢NASA,感谢国家,竟然允许他一边在体制内工作拿钱,一边研究民科研究的边缘科学,还申请了国际专利,创办了自己的公司。

布勒团队的装置是一种“非对称电容”,利用电压差在至少一个电导表面之间产生电场,由于电场是不对称分布的,会导致物体表面产生净的静电力压力,这种力的大小与电导表面的几何形状、施加的电压和电极间隙中存在的任何材料的介电常数有关。

这种装置的理论基础是马赫原理,即一个物体的惯性与宇宙中所有其他质量的引力效应有关。简单来说,这意味着一个物体的惯性是由它与宇宙中所有其他物质的相互作用产生的。



1999年,加州州立大学物理系托马斯·马胡德(Thomas L. Mahood)通过高能电容器快速充放电的能量密度变化来测试质量惯性的改变,结果发现活性介电材料的质量可以瞬间改变,幅度高达±10%。这表明,如果能精确控制外部能量脉冲的时序,我们就能仅使用电力作为“燃料”,在不排放反应推进剂的情况下就产生净的推力,相当于把电能直接转化为物理推力,从而为开发不使用传统推进剂的推进技术提供了一种可能的途径。

在早期研究中,布勒博士的团队通过大量数学计算,开发了很多模型和配置,终于在2016年到2020年期间,让无推进剂驱动装置产生了略高于地球重力10万分之一的推力,最高的系统达到了约10毫牛。



而在2020年,团队申请专利成功后,定制了一个模拟深空环境的真空室,开始测试他们的装置,找到了提升推力的关键。之后他们放弃了旧的不对称电容设计,而采用相对不对称的板设计,并使用了多种涂敷在介电薄膜上的电荷载体涂层,同时还克服了轻量化带来的高电压击穿挑战,终于取得了令人鼓舞的成果,推力跃升到了地球重力的万分之一。

而在2022年之后,布勒团队的进展更是令人震惊,不到两年时间,推力就一步步攀升到了千分之一,百分之一,十分之一,到2023年11月,终于达到了1个地球重力!这意味着他们最新的设备,重约30-40克,已经可以产生足够的推力来抵消地球的全部引力,换句话说,已经可以悬浮起来了!



而最令人吃惊、最令人无法解释的是,布勒团队还发现了一个非同寻常的现象,有时候即使没有持续输入电荷,他们的设备仍然能够维持推力,这似乎已违反了已知的物理定律。布勒博士说,有时候他们的设备在天平上放了好几天,但只要它们保持有电荷,就会继续产生推力,从科学上说,这似乎违背了能量守恒定律。

布勒博士说,这清楚地表明,一种新的基本力正在发挥作用,这种力能够使他们的设备产生推力,而不需要排放任何物质或使用传统的推进剂。这种新的力学现象基于电场中的不对称性——特别是静电压力或静电发散场,可以在没有物理排放的情况下对质心系统施加一个非零的力分量。简而言之,就是物体可以在电场作用下实现推进,而无需释放质量来平衡动量,电场本身就足以产生推动力。



这无疑是一个新的发现,但却对现有物理理论提出了挑战,因为它似乎表明存在某种未知的能量保守或生成机制。这一发现如果得到进一步的验证和理解,可能会对我们关于能量、力以及推进技术的基础认识带来重大改变。

其他无推进剂驱动装置

当然,布勒博士的团队并不是唯一一个进行无推进剂驱动研究的团队,关注我多年的朋友一定还记得,几年前我就曾经介绍过著名的EM Drive,所谓的电磁推进器或相对性推进器,利用微波在密闭空间中反复反弹的辐射压来产生推力,也被认为是违反了动量守恒,无法解释其科学原理。



NASA曾经对EM Drive进行过测试,确认产生了微小的推力,引发全球轰动。中国科学家也做过大量测试,并有传言称已上过卫星,但从未发布过太空测试结果。最后在2018年,德国科学家的测试认为,所谓EM Drive产生的推力,可能只是设备电线与地球磁场的相互作用。

美国的IVO公司则开发了量子驱动器(Quantum Drive),自称是世界上第一个经过低地轨道测试和验证的纯电动推进技术,代表着太空推进的未来。这种驱动器利用英国物理学家迈克·麦卡洛克提出的量子惯性理论,认为惯性源自量子水平,并与安鲁辐射相互作用,预计在量子场论中,加速物体可以看到这种辐射。



不过这种理论并未获得广泛认可,所谓的安鲁辐射也从未观察到,量子驱动器也被认为违背了牛顿定律和热力学定律。但IVO公司坚称已在实验室进行了真空测试,并产生了10毫牛的推力,最终可以利用1瓦电力产生高达52毫牛的推力,这已经远远超过目前广泛商用的离子推进器了。



IVO公司在去年11月搭乘猎鹰9号火箭发射了一颗卫星,试图对量子驱动器进行测试,但卫星电气系统出现故障,导致测试失败,所以他们网站上说已在太空得到验证,可能还要商榷一下。

目前比较成功的无推进剂驱动器是飘升机,又叫离子推进飞机,被认为近似反重力装置,但它实际是通过电离空气产生推力的,并且最大的飘升机目前也不足以为载人飞行或有用负载产生足够的推力。



所以你看,从目前的研发进展来看,无推进剂驱动实际还是没有得到验证,并且原理也不明确,所以布勒博士的真的能成功吗?

无推进剂驱动真能成功吗?

布勒博士对此坚信不疑,他认为这是一个可能改变游戏规则的历史性突破,他们发现的这种新基本力将可能影响未来一千年的太空旅行,他这次发布就是要向公众传达一个最重要的信息,一项重大发现诞生了。新力的发现是根本性的,因为仅靠电场就可以让物体产生可持续的推力,并允许物体质心平移而不发射质量,如果处理得当,我们可以产生人类以前从未产生的任何力量。

不过我觉得他新力的说法可能还值得商榷,因为静电力并不是一种新力,本质上仍是电磁力。如果他们的装置确实产生了推力,这种力量是如何产生的,倒确实值得更深入的研究。



我刚刚做了一个计算,氢原子内部质子和电子之间静电力和引力的比较,静电力竟然是引力的2.27×10^39倍,将近40个数量级,这意味着如果通过某种方式将静电力释放出来,确实可以大大地“反”重力。还有很多朋友可能做过静电实验,纸片、头发之类的物体确实很容易就能抵御地球重力了。

所以希望这个装置是真的吧,这将可能为人类文明插上飞往星际空间的翅膀。

论文:Propellantless propulsion: Recent experimental results exploiting transient mass modification

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