Čistá energie nejen pro mezihvězdné lety
Úvod Od dob průmyslové revoluce na konci 18. století lidstvo začalo využívat čím dál více energií. Ze začátku se používalo zejména uhlí pro parní stroje, po příchodu spalovacího motoru vznikla potřeba těžby ropy. Objevením elektrické energie se postupně začali stavět elektrárny ať už uhelné, vodní a o pár desítek let později jaderné. Všechny tyto elektrárny mají společného jmenovatele, a to snižující se objem surovin nutný pro svůj provoz a poškozování životního prostředí. To samozřejmě platí i pro dnešní „moderní“ větrné, sluneční a elektrárny na biomasu. Na první pohled by se mohlo zdát, že životnímu prostředí ulehčují, ale opak je pravdou. Vodní přehrazují přirozený tok řeky a zaplavují menší či větší území. Větrné svým hlukem ruší zvířata. A elektrárny na biomasu? Tam se spaluje přímo i obilí, místo zemědělských plodin se pěstuje křoví. Nejslibnějším typem elektrárny budoucnosti je termojaderná, jejíchž prototyp se nyní buduje ve Francii. Než se dožijeme opravdu funkčního typu, jenž by nahradil stávající typy elektráren, může být již pozdě a nedostatek energie na celém světě může přerůst v katastrofu nedozírné velikosti.
Proto já a můj tým jsme pracovali na získání energie jiným způsobem, než se získává dnešními konvenční způsoby. Náš zdroj energie je nejen fakticky neomezený, ale pokud by se jeho sériová výroba rozjela do dvou let, nahradí podle našich nejslibnějších prognóz veškeré dosavadní typy elektráren do 10 let, čímž by se lidstvo vymanilo hrozícímu nedostatku elektrické energie.
Popis funkce Původně se náš tým věnoval výzkumu pohonů pro meziplanetární popř. mezihvězdné lety, proto jsme nazvali náš systém EML (Energie pro Mezihvězdné Lety). Jak a z čeho získáváme onu energii? Po nástupu kvantové fyziky, jejíchž vznik se datuje, kdy M. Planck zjistil, že světlo je vyzařováno po kvantech a toto nejmenší kvantum(„ balíček energie“) nazýváme foton Celková energie systému je pouze celočíselným násobkem tohoto nejmenšího kvanta.
Z kvantové fyziky víme, že prázdné vakuum není nikdy prázdné, ale všude kolem nás vzniká pár částice a antičástice, souhrnně je nazýváme virtuálními částicemi, protože je nelze měřit a v podstatě okamžitě anihilují. Jejich existenci, lze dokázat, tak že budeme zkoumat vliv virtuálních částic na pohybu částic reálných. Díky těmto virtuálním částicím nemá nikdy vakuum nulovou energii (samozřejmě, že průměrná energie dostatečně velké oblasti je nulová). I když je tato energie velmi malá, tak ji lze vhodným způsobem získat, čímž dostaneme nevyčerpatelný zdroj energie. Hlavní otázka zněla jak dostat tuto energii skrytou ve vakua, pokud virtuální částice okamžitě anihilují. Lze přeměnit virtuální částice na reálné? Ano lze. S. W. Hawking v 70. letech objevil, že černé díry nejsou úplně černé a vyzařují tepelné záření. Jestliže na horizontu událostí vznikne pár virtuálních částic, může se stát a stává se, že jedna z těchto částic je stržena do černé díry a druhá částice může letět od černé díry. Černá díra je v podstatě stroj, který z virtuálních částic „vyrobí“ částice reálné. Mohlo by se zdát, že pravděpodobnost pohlcení částice nebo její antičástice černé díry je stejná. Lze dokázat, že s větší pravděpodobností do ní spadne antičástice a částici pak vidíme, jako kdyby vyletěla z černé díry. Čím menší je černá díra, tím září více – přemění více virtuálních částic na reálné. Díky nových technologiím v oblasti optoelektroniky, zejména v oblasti výkonových laserů, jsme dokázali postavit nejvýkonnější laser na světě, který je 106-krát výkonnější než nejlepší dnešní modely. Díky tak velikému výkonu jsme schopni vytvořit mikroskopické černé díry. Tyto díry jsou tak malé, že nedokážou pohlcovat okolní hmotu natolik, aby narostli do velkých velikostí. Dále Hawking spolu dalšími spolupracovníky dokázal, že černé díry mají jistý magnetický náboj. Díky této vlastnosti jsme schopni černé díry uzavřít do magnetické pasti a tak udržet černou díra, tam kde potřebujeme.
Nyní máme několik možností jak využít energii černých děr. Nejjednodušší je přímé využití tryskajících částic z černých děr, které usměrníme pomocí elektrostatického pole, čímž získáme ideální zdroj pro meziplanetární cestování, nebojím se říct i pro mezihvězdné, alespoň k nejbližším hvězdám jako např. Proxima Centaury, trojhvězda Alfa Centauri. Druhým využitím je výroba elektrické energie. Tuto energii můžeme vyrábět konvenčním způsobem např. ohřívání vodní páry tryskajícími horkými plyny z mikroskopických černých děr, nebo průchodem plazmatu cívkou, ve které se bude indukovat elektrický proud, protože toto plazma je tvořeno elektricky nabitými částicemi.
Pohonná jednotka pro vesmírnou loď Na obrázku je vidět principiální uspořádaní jednotlivých systému pohonné jednotky. Nejdříve je třeba vytvořit nové mikroskopické červí díry pomocí laseru a paliva – v principu jakékoliv předmětu, jenž se vkládá ze spodu do transportního tunelu. Po vytvoření černé díry transportním tunelem, který je tvořen supravodiči a vytváří velmi silné magnetické pole, je přemístěna buď směrem ke trysce A nebo B. Na konci tunelu jsou černé díry za sebou uvězněny v magnetických pastích a odkud částice vylétající z černých děr pomocí elektrického pole usměrněny a urychleny k směrem tryskám, ven do prázdného prostoru. Motor je vhodný pouze pro dlouhé lety s minimální manévrovatelností. Pokud je nutné loď otáčet, lze tak učinit přesunutím černých děr transportním tunelem z jedné trysky do druhé a konvenčními pomocnými tryskovými motory.
Obr. 1.: Blokové znázornění pohonné jednotky
Opravdu to funguje!(?) V předešlém odstavci jsme popsali v podstatě nevyčerpatelný zdroj energie, který by byl vhodný jak pro vesmírné lodě, tak pro výrobu elektrického proudu pro zemi. Na první pohled se může zdát uvedený nápad s využitím černých děr pro laického čtenáře jako reálný a vskutku konzistentní, ale při bližším prozkoumání textu čtenář zjistí, že uvedený nápad není jen nereálný, ale přímo nemožný a odporuje fyzikálním jevům, zákonům. Je zde uvedeno několik lží a polopravd. Předně mikroskopické černí díry ještě nikdo nikdy neviděl, i když jsou v popředí zájmu výzkumu. Například pomocí urychlovače LHC budeme možná schopni vytvořit opravdovou mikroskopickou černou díru, ale její energie a hlavně životaschopnost bude velmi malá. Magnetický náboj černé díry je pouze vlastností teoreticky přístupnou, bez zatím žádného fyzikálního pokusu, který by tuto vlastnost dokázal. Dále nebylo zmíněno, že transformací virtuálních častíc na reálné ztrácí černá díra energii, čímž by bylo nutné danou černou díru „přikrmovat“ hmotou, aby se nevypařila.
Na první pohled reálně fungující perpetuum mobile se zhroutí jako domeček z karet. Existuje perpetuum mobile? Já a můj tým se domníváme, že nikoliv. Vynalezení perpetuum mobile se lidé snažili od pradávna, ale nikdy se jim to nepovedlo a s vysokou pravděpodobností se to ani v budoucnu nepovede. Všechny perpetuum mobile co kdo kdy vymyslel se tak snadno zhroutily pod tíhou důkazů a neprokazatelných měření, že opravdu fungují. Například generátor MEG od jednoho Američana, který skálopevně věří ve svoje zařízení, které umí využívat energii z vakua. Autor založil MEG na základě špatného pochopení základních fyzikálních zákonů a doslovného využití názvů některých pojmů např. zdrojový náboj – říkal, že každý elektrický náboj vysílá kolem sebe neomezené množství energie, čerpajícího z vakua.
Věříme, že může existovat zařízení, jenž bude vykazovat známky perpetuum mobile, ale ve skutečnosti jim být nemusí. Může se například jednat o nějaký přírodní jev, o kterém dosud nic nevíme. Minulost nás učí, že cokoliv jsme kdy vymysleli je jen hrubý popis toho, jak věci ve skutečnosti fungují.
Závěr Touto prací jsme chtěli poukázat na to, že perpetuum mobile pravděpodobně neexistuje. K vysvětlení funkcí těchto zařízení je použito chybného pochopení pojmů a fyzikálních zákonů. Autoři si velmi často protiřečí, kdy v jednu chvíli daný zákon používají k popisu jedné části, ale popírají ho zase v jiné části, podle toho jak se jim to hodí. Ale co nejdůležitější, nikdy nepřevedli dané zařízení v provozu a nenechají jej podrobit přesným měřením. Také se často stává, že pro měření použijí špatné metody, a pak vznikne zdání, že dané zařízení vyrobí víc energie než spotřebuje.
Pro soutěž ING.race napsal tým SchoolBoX.
