據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，一項(xiàng)新研究指出，看似違背物理定律的EmDrive推進(jìn)系統(tǒng)確實(shí)是可行的。

近日一篇外泄的論文顯示，科學(xué)家正在研發(fā)EmDrive引擎原型機(jī)，引發(fā)了大量爭(zhēng)議。如今該論文終于通過(guò)了同行評(píng)審，正式發(fā)表在了美國(guó)航空航天協(xié)會(huì)的《推進(jìn)與動(dòng)力期刊》上。論文中介紹了NASA雄鷹工作實(shí)驗(yàn)室（Eagleworks Laboratories）開(kāi)展的一系列成功測(cè)試。

研究人員正在努力降低太空航行的成本、提高飛行速度，增強(qiáng)我們的太空探索能力。

人們一度以為這款無(wú)燃料引擎不可能實(shí)現(xiàn)，但它如今離現(xiàn)實(shí)又近了一步。圖為EmDrive引擎的一款原型機(jī)。據(jù)悉，EmDrive引擎只需十周就能將人類(lèi)送上火星。

該系統(tǒng)可以產(chǎn)生每千瓦1.2毫牛頓的推力，比霍爾離子推進(jìn)器的功率小得多，后者的推力高達(dá)每千瓦60毫牛頓。

EmDrive引擎最初由英國(guó)研究人員羅杰·肖耶爾（Roger Shawyer）于十幾年前發(fā)明。該引擎的原理是，讓光子微波在密閉的錐體內(nèi)部反彈，從而在錐體較細(xì)的一端產(chǎn)生推力，推動(dòng)宇宙飛船向前飛行。但從牛頓的運(yùn)動(dòng)學(xué)第三定律來(lái)看，這是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)槿魏芜\(yùn)動(dòng)都會(huì)產(chǎn)生大小相等的反作用力，而EmDrive引擎不會(huì)向外噴射任何廢料。（可以聯(lián)想一下火箭，它們就是通過(guò)高速噴出氣體和其它物質(zhì)獲得前進(jìn)的推力的。）

據(jù)悉，EmDrive引擎只需十周就能將人類(lèi)送上火星，但專(zhuān)家此前一直認(rèn)為該想法不可能成真，因?yàn)樗`反了基本物理定律。但這支由NASA約翰遜航空中心的哈羅德·懷特（Harold “Sonny” White）帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)的確檢測(cè)到了微弱的推力。在這項(xiàng)最新研究中，研究人員對(duì)該設(shè)備在真空中的表現(xiàn)進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“前進(jìn)時(shí)、后退時(shí)和靜止時(shí)的推力數(shù)據(jù)顯示，該系統(tǒng)可以產(chǎn)生每千瓦1.2毫牛頓（正負(fù)波動(dòng)0.1）的推力，十分接近該系統(tǒng)在空氣中運(yùn)行的平均性能”。懷特與同事們?cè)谡撐闹兄赋?，這一推力高達(dá)太陽(yáng)帆的100多倍。

與太陽(yáng)帆類(lèi)似，EmDrive引擎不需要任何推進(jìn)劑，采用該推進(jìn)系統(tǒng)的宇宙飛船可通過(guò)太陽(yáng)能帆板產(chǎn)生所需的微波。因此，EmDrive引擎可以大大降低太空旅行的成本，提高飛行速度，幫助我們更好地探索宇宙。

研究人員指出，量子力學(xué)中的非局域隱變量理論（或?qū)Ш讲ɡ碚摚┛蔀檫@些結(jié)論提供理論支持。一些專(zhuān)家認(rèn)為，該研究結(jié)果“也許確實(shí)能說(shuō)明一些問(wèn)題”，但出現(xiàn)該結(jié)果的原因可能并不像論文中提出的那樣、可以用量子真空理論來(lái)解釋?zhuān)桥c一種名叫“馬赫效應(yīng)”的現(xiàn)象有關(guān)。

“這個(gè)問(wèn)題關(guān)系到此次實(shí)驗(yàn)的觀測(cè)結(jié)果究竟是真是假。”加州州立大學(xué)富爾頓分校的物理學(xué)家吉姆·伍德瓦德（Jim Woodward）表示，“我知道保羅·馬奇（Paul March，該項(xiàng)目的主要研究人員之一）做了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作，說(shuō)實(shí)話，我覺(jué)得他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或許真能說(shuō)明一些問(wèn)題。”

“但他們的觀測(cè)結(jié)果無(wú)法用他們提出的理論來(lái)解釋。那么，背后的原因究竟是什么呢?”此前研究人員提出了兩種可能的解釋。一種是量子真空理論，即微波在空腔中會(huì)將虛粒子推開(kāi)，從而產(chǎn)生推力;另一種解釋則是，微波輻射會(huì)作用于引擎內(nèi)壁，從而產(chǎn)生推力。但伍德瓦德認(rèn)為，這兩種解釋都是錯(cuò)誤的，因?yàn)樗鼈兙`背了物理定律。“微波能在空腔中產(chǎn)生推力嗎?答案很簡(jiǎn)單：不能。”伍德瓦德指出。“根據(jù)動(dòng)量守恒定律，任何密閉的純電磁系統(tǒng)都無(wú)法產(chǎn)生推力。量子理論和經(jīng)典電動(dòng)力學(xué)都遵循這一定律，因此從物理理論來(lái)看，這是不可能實(shí)現(xiàn)的。”

伍德瓦德認(rèn)為，我們可以用馬赫效應(yīng)來(lái)解釋EmDrive引擎，這樣就不會(huì)違反任何物理定律了。伍德瓦德于上世紀(jì)90年代率先闡釋了馬赫效應(yīng)，即在加速物體所受的力中，有一部分力不會(huì)產(chǎn)生動(dòng)能，而是會(huì)轉(zhuǎn)化為勢(shì)能儲(chǔ)存在物體中。這會(huì)使物體的靜止質(zhì)量出現(xiàn)波動(dòng)，從而產(chǎn)生科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)中觀察到的推力。

但要驗(yàn)證這一理論，科學(xué)家還需要用馬赫效應(yīng)理論重復(fù)NASA的研究結(jié)果。此外，懷特和他帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)還指出，此次研究?jī)H僅是對(duì)EmDrive引擎概念的驗(yàn)證，他們還需要開(kāi)展進(jìn)一步測(cè)試，排除實(shí)驗(yàn)誤差的可能性。例如，EmDrive引擎內(nèi)部的空氣可能在實(shí)驗(yàn)中受熱膨脹，引發(fā)了部分觀測(cè)結(jié)果。

而除了此次研究之外，EmDrive引擎技術(shù)的研發(fā)還取得了一系列成功。中國(guó)科研人員在2012年就已經(jīng)對(duì)自己的版本開(kāi)展了測(cè)試，懷特和同事們?cè)?013年也取得了樂(lè)觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。懷特指出，如果我們能設(shè)法利用亞原子粒子的能量，或許真能使這個(gè)異想天開(kāi)的引擎變成現(xiàn)實(shí)。（至于EmDrive引擎內(nèi)部究竟發(fā)生了什么，最初的發(fā)明者肖耶爾也有自己的想法，并且他并不認(rèn)為這違反了牛頓第三定律。）