EmDrive引擎無需燃料，一度被視為“不可能實現”的設想，但如今就快成為現實了。圖為EmDrive引擎的一臺原型機。該引擎據說只需10周便可使飛船抵達火星。

該系統可以產生每千瓦1.2毫牛頓的推力，比霍爾離子推進器的功率小得多，后者的推力高達每千瓦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》中的飛船推進系統。

北京時間12月9日消息，據國外媒體報道，近日由NASA研究人員發表的一篇論文驚動了整個科學界，引發了很大爭議，因為論文作者稱，他們已經打造了一臺能順利運行的EmDrive引擎原型機。

　　EmDrive引擎無需燃料，據說只需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。許多人認為這一結果是由實驗誤差導致的。推進系統專家、康涅狄格大學的工程學教授布萊斯·卡桑迪（Brice Cassenti）便是其中之一，他表示，該結果或許可以用一個“非常普通的原因”來解釋。

　　不過卡桑迪也承認，該結果也“有那么一點可能”值得進一步調查，而且可能性“并非為零”。牛頓第三運動定律指出，任何運動都會產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法則”。

　　這篇論文已經發表在了美國航空航天協會的《推進與動力期刊》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，其他科學家已經對該研究的可信度進行了評審——但這并不說明研究結果是有效的。此外，無論是從實驗角度還是理論角度，研究結果目前都尚未得到“經過了驗證的物理學解釋”。卡桑迪認為，該結果可能是由實驗誤差引發的。

　　“我個人認為，該結果或許可以用一個‘非常普通的原因’來解釋。”卡桑迪表示。例如，電流會導致引擎部件受熱膨脹，產生的效果就像產生了作用力一樣。雖然該論文的作者們盡力去消除這些熱效應和其它可能引起實驗誤差的效應，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實驗誤差的因素都已經被排除掉了。只有對該假說進行獨立測試，才能證明其有效性。而如果此次研究結果的確有效，將為“物理學打開新的大門”。雖然在有些情況下，牛頓的運動定律不適用于高速運動、強引力場和較小的分子，但研究人員指出，“牛頓在大多數情況下仍是對的。”

　　“在我的職業生涯中，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，從我的經歷來看，這一次研究結果能通過進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部反彈，從而在錐體較細的一端產生推力，推動宇宙飛船向前飛行。在這項最新研究中，研究人員對該設備在真空中的表現進行了測試，結果發現“前進時、后退時和靜止時的推力數據顯示，該系統可以產生每千瓦1.2毫牛頓（正負波動0.1）的推力，十分接近該系統在空氣中運行的平均性能”

　　一些專家認為，該研究結果“也許確實能說明一些問題”，但出現該結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”的現象有關。

　　“這個問題關系到此次實驗的觀測結果究竟是真是假。”加州州立大學富爾頓分校的物理學家吉姆·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）做了嚴謹細致的工作，說實話，我覺得他們的實驗結果或許真能說明一些問題。”

　　“但他們的觀測結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，從而產生推力；另一種解釋則是，微波輻射會作用于引擎內壁，從而產生推力。

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

　　伍德瓦德認為，我們可以用馬赫效應來解釋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90年代率先闡釋了馬赫效應，即在加速物體所受的力中，有一部分力不會產生動能，而是會轉化為勢能儲存在物體中。這會使物體的靜止質量出現波動，從而產生科學家在實驗中觀察到的推力。

　　但要驗證這一理論，科學家還需要用馬赫效應理論重復NASA的研究結果。此外，懷特和他帶領的研究團隊還指出，此次研究僅僅是對EmDrive引擎概念的驗證，他們還需要開展進一步測試，排除實驗誤差的可能性。例如，EmDrive引擎內部的空氣可能在實驗中受熱膨脹，引發了部分觀測結果。

　　而除了此次研究之外，EmDrive引擎技術的研發還取得了一系列成功。中國科研人員在2012年就已經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果。

　　懷特指出，如果我們能設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實。（至于EmDrive引擎內部究竟發生了什么，最初的發明者肖耶爾也有自己的想法，并且他并不認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，該論文被發表在了美國 NextBigFuture網站上。論文中介紹了該系統在模擬太空環境的真空中的測試過程。