EmDrive引擎無需燃料，一度被視為“不可能實現(xiàn)”的設(shè)想，但如今就快成為現(xiàn)實了。圖為EmDrive引擎的一臺原型機(jī)。該引擎據(jù)說只需10周便可使飛船抵達(dá)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。

該引擎也被稱為“曲率引擎”，因為它很接近電影《星際迷航》中的飛船推進(jìn)系統(tǒng)。

北京時間12月9日消息，據(jù)國外媒體報道，近日由NASA研究人員發(fā)表的一篇論文驚動了整個科學(xué)界，引發(fā)了很大爭議，因為論文作者稱，他們已經(jīng)打造了一臺能順利運(yùn)行的EmDrive引擎原型機(jī)。

　　EmDrive引擎無需燃料，據(jù)說只需10周便能將人類送到火星上。然而，這一概念違背了基本物理法則。許多人認(rèn)為這一結(jié)果是由實驗誤差導(dǎo)致的。推進(jìn)系統(tǒng)專家、康涅狄格大學(xué)的工程學(xué)教授布萊斯·卡桑迪（Brice Cassenti）便是其中之一，他表示，該結(jié)果或許可以用一個“非常普通的原因”來解釋。

　　不過卡桑迪也承認(rèn)，該結(jié)果也“有那么一點可能”值得進(jìn)一步調(diào)查，而且可能性“并非為零”。牛頓第三運(yùn)動定律指出，任何運(yùn)動都會產(chǎn)生大小相等的作用力和反作用力。而EmDrive引擎不會向后噴出燃料，所以違反了這一定律。卡桑迪表示，這樣一種引擎“違背了我們所知的大部分物理基礎(chǔ)法則”。

　　這篇論文已經(jīng)發(fā)表在了美國航空航天協(xié)會的《推進(jìn)與動力期刊》上。論文中介紹了NASA雄鷹工作實驗室（Eagleworks Laboratories）開展的一系列成功測試。這意味著，其他科學(xué)家已經(jīng)對該研究的可信度進(jìn)行了評審——但這并不說明研究結(jié)果是有效的。此外，無論是從實驗角度還是理論角度，研究結(jié)果目前都尚未得到“經(jīng)過了驗證的物理學(xué)解釋”。卡桑迪認(rèn)為，該結(jié)果可能是由實驗誤差引發(fā)的。

　　“我個人認(rèn)為，該結(jié)果或許可以用一個‘非常普通的原因’來解釋。”卡桑迪表示。例如，電流會導(dǎo)致引擎部件受熱膨脹，產(chǎn)生的效果就像產(chǎn)生了作用力一樣。雖然該論文的作者們盡力去消除這些熱效應(yīng)和其它可能引起實驗誤差的效應(yīng)，但這些影響很難被徹底清除掉。”

　　卡桑迪指出，很難確定所有可能引發(fā)實驗誤差的因素都已經(jīng)被排除掉了。只有對該假說進(jìn)行獨(dú)立測試，才能證明其有效性。而如果此次研究結(jié)果的確有效，將為“物理學(xué)打開新的大門”。雖然在有些情況下，牛頓的運(yùn)動定律不適用于高速運(yùn)動、強(qiáng)引力場和較小的分子，但研究人員指出，“牛頓在大多數(shù)情況下仍是對的。”

　　“在我的職業(yè)生涯中，我目睹過好幾次這樣激動人心的研究或理論成果，并且都通過了同行評審。”卡桑迪說道，“但到目前為止，只有黑洞理論仍屹立不倒。因此，從我的經(jīng)歷來看，這一次研究結(jié)果能通過進(jìn)一步分析和測試的可能性微乎其微。不過，也不是一點可能性也沒有。”

　　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，推動宇宙飛船向前飛行。在這項最新研究中，研究人員對該設(shè)備在真空中的表現(xiàn)進(jìn)行了測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)“前進(jìn)時、后退時和靜止時的推力數(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”

　　一些專家認(rèn)為，該研究結(jié)果“也許確實能說明一些問題”，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解釋，而是與一種名叫“馬赫效應(yīng)”的現(xiàn)象有關(guān)。

　　“這個問題關(guān)系到此次實驗的觀測結(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，該項目的主要研究人員之一）做了嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作，說實話，我覺得他們的實驗結(jié)果或許真能說明一些問題。”

　　“但他們的觀測結(jié)果無法用他們提出的理論來解釋。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，即微波在空腔中會將虛粒子推開，從而產(chǎn)生推力；另一種解釋則是，微波輻射會作用于引擎內(nèi)壁，從而產(chǎn)生推力。

　　但伍德瓦德認(rèn)為，這兩種解釋都是錯誤的，因為它們均違背了物理定律。　“微波能在空腔中產(chǎn)生推力嗎？答案很簡單：不能。”伍德瓦德指出。根據(jù)動量守恒定律，任何密閉的純電磁系統(tǒng)都無法產(chǎn)生推力。量子理論和經(jīng)典電動力學(xué)都遵循這一定律，因此從物理理論來看，這是不可能實現(xiàn)的。

　　伍德瓦德認(rèn)為，我們可以用馬赫效應(yīng)來解釋EmDrive引擎，這樣就不會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，有一部分力不會產(chǎn)生動能，而是會轉(zhuǎn)化為勢能儲存在物體中。這會使物體的靜止質(zhì)量出現(xiàn)波動，從而產(chǎn)生科學(xué)家在實驗中觀察到的推力。

　　但要驗證這一理論，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)隊還指出，此次研究僅僅是對EmDrive引擎概念的驗證，他們還需要開展進(jìn)一步測試，排除實驗誤差的可能性。例如，EmDrive引擎內(nèi)部的空氣可能在實驗中受熱膨脹，引發(fā)了部分觀測結(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。中國科研人員在2012年就已經(jīng)對自己的版本開展了測試，懷特和同事們在2013年也取得了樂觀的實驗結(jié)果。

　　懷特指出，如果我們能設(shè)法利用亞原子粒子的能量，或許真能使這個異想天開的引擎變成現(xiàn)實。（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。）

　　這篇備受爭議的論文先是由澳大利亞的論壇用戶菲爾·威爾遜（Phil Wilson）泄露到了NASA太空飛行論壇上，隨后便被論壇管理人員刪除。后來，該論文被發(fā)表在了美國 NextBigFuture網(wǎng)站上。論文中介紹了該系統(tǒng)在模擬太空環(huán)境的真空中的測試過程。