Kỹ sư NASA tuyên bố Động cơ Xoắn ốc của mình có thể đạt tới 99% vận tốc ánh sáng, sự thật thế nào?

Vũ trụ rộng lớn, vô tận đúng nghĩa đen luôn; chúng ta còn chưa khám phá hết Hệ Mặt Trời mà Vũ trụ vẫn cứ nở ra vô tận về mọi phía. Kể cả khi có thể di chuyển bằng vận tốc năm ánh sáng, ta vẫn phải mất rất nhiều năm Trái Đất để đến được hệ sao gần nhất. Mà kể cả thế, ánh sáng cũng chẳng nhanh như bạn tưởng đâu.

Thế nhưng, để vươn tới các vì sao, ta vẫn phải tìm cách di chuyển nhanh nhất có thể. Có những người dành thời gian rảnh để … nghiên cứu cách đưa con người di chuyển với tốc độ ánh sáng; David Burns, một kỹ sư của NASA luận ra phác thảo của một động cơ không tưởng, trên lý thuyết có thể cho tàu du hành di chuyển với vận tốc 99% vận tốc ánh sáng. Còn một điều đặc biệt hơn nữa, là động cơ này không dùng nhiên liệu.

Báo cáo nghiên cứu của David Burns có tên “Động cơ Xoắn ốc - Helical Engine” đã được đăng tải trên Server Báo cáo Kỹ thuật của NASA, nó mô tả rằng động cơ sẽ có thể hoạt động bằng cách lợi dụng khả năng biến đổi của khối lượng trong những tốc độ tương đối khác nhau, khi đó, trong môi trường không trọng lực, vật thể có thể di chuyển gần với tốc độ ánh sáng. Báo cáo của Burns vẫn chưa được xác nhận bởi nhóm các nhà khoa học uy tín nào, vậy nên chưa thể công nhận sự tồn tại của Động cơ Xoắn ốc.

Dù nghe có vẻ thú vị, nhưng thứ động cơ khái niệm này vẫn chỉ là những dòng chữ trên giấy.

Để giải thích động cơ xoắn ốc một cách dễ hiểu, David Burns mô tả một cái hộp chứa một quả tạ nhỏ bên trong, quả tạ sẽ được treo trên một sợi dây, đung đưa liên tục bởi hai lò xo được gắn đối diện nhau ở hai thành hộp. Trong môi trường chân không của Vũ trụ, hiệu ứng này sẽ khiến cả chiếc hộp rung lên nhưng quả tạ vẫn sẽ đứng yên một chỗ.

Cái hộp sẽ liên lục rung lên ở một điểm cố định, nhưng nếu khối lượng của quả tạ liên tục tăng lên theo một hướng, nó sẽ tạo ra một lực đẩy, đó chính là thứ lực sẽ đưa cái hộp di chuyển.

Theo như định luật bảo toàn động lượng - tổng động lượng của một hệ các vật không thay đổi nếu hệ đó không tương tác với bên ngoài, điều vừa nêu sẽ gần như bất khả thi.

Thế nhưng, thuyết tương đối hẹp có một lỗ hổng, rằng nếu vật thể sẽ tăng khối lượng nếu tốc độ di chuyển của chúng ngày một tăng tới gần tốc độ ánh sáng. Vậy nên nếu bạn thay quả tạ bằng ion và thay cái hộp bằng một vòng lặp, thì trên lý thuyết, bạn sẽ chứng kiến ion di chuyển ngày một nhanh ở nửa vòng lặp này và chậm hơn ở nửa vòng lặp kia.

Động cơ của Burns không chỉ chứa một vòng lặp duy nhất, bởi thế mà nó có tên là “động cơ xoắn ốc”.

“Động cơ sẽ làm tăng tốc ion bị nhốt trong vòng lặp, để tạo nên tốc độ tương đối, và tốc độ có được sẽ phụ thuộc vào khối lượng của ion. Động cơ sẽ đẩy cho ion di chuyển liên tục theo phương di chuyển của hệ thống, để tạo ra lực đẩy”, David Burns viết trong báo cáo.

Nghe có vẻ hợp lý trên giấy tờ, nhưng không đủ thuyết phục trong thực  tế.

Theo tờ New Scientist phân tích, khoang xoắn của động cơ phải có kích cỡ lớn, cụ thể phải dài 200 mét và đường kính 12 mét. Nó sẽ cần tới 165 megawatt để tạo ra được lực đẩy 1N, tương đương với năng lượng sản xuất được của một nhà máy điện để tạo ra đủ lực để … đẩy một khối 1kg với gia tốc 1m/s^2. Chẳng hiệu quả gì cả!

Nhưng trong môi trường chân không của Vũ trụ, động cơ xoắn ốc này có thể hoạt động được. Không thử thì khó mà chắc được.

David Burns cũng tự nhận thấy vấn đề hiệu năng của động cơ xoắn ốc, và thêm rằng vì báo cáo chưa được phê duyệt bởi hội đồng khoa học, các phép toán của Burns có thể còn sai. Có vẻ có quá nhiều “chẳng may” và “nhỡ đâu” ở đây.

"Trong khoa học thì không có 'suýt'", nhân vật hư cấu Walter White trong Breaking Bad đã từng nói vậy.

Tham khảo ScienceAlert