L'EFFETTO WOODWARD
Versione approfondita
Introduzione
Il motore Woodward è un dispositivo progettato dal fisico James Woodward, basato sul Principio di Mach e sulle conseguenti equazioni ottenute da Dennis Sciama, che permette ad un mezzo spaziale di viaggiare senza espellere propellente.
Uno dei cardini della Relatività Generale di Einstein è il Principio di Equivalenza, che afferma l’esatta identità della massa inerziale e della massa gravitazionale.
Oltre un secolo fa, Ernst Mach affermò che l’inerzia di un corpo
non dipende soltanto dalla sua massa, ma anche da tutta quella circostante.
Il Principio di Mach presuppone che l’inerzia di un
corpo sia il risultato dell’interazione gravitazionale del corpo stesso
con tutta la materia contenuta nell’universo.
Negli anni ’50 del XX secolo molti scienziati lavorarono sul Principio di Mach. Uno di essi, il professor Dennis Sciama, approntò un set di equazioni che quantificassero le idee machiane.
A partire dal 1990 circa, il professor James F. Woodward andò oltre, teorizzando che se un corpo fosse sottoposto ad una accelerazione esterna allora, per il Principio di Mach e le equazioni di Sciama, ne doveva per forza conseguire una variazione di densità della materia del corpo e quindi una variazione di massa.
Questo è quello che viene chiamato Effetto Woodward.
Utilizzo dell'effetto Woodward
L'applicazione dell'effetto appena discusso apparirà chiaro se si
considera un razzo che si muove nello spazio e una parte di esso varia la
propria massa con un ritmo molto veloce. Quando questa diminuisce, quella
parte del razzo si muove nella stessa direzione del moto e quando la massa
aumenta, si muove in senso opposto al moto.
È ovvio che queste due spinte di verso opposto non hanno la stessa
intensità e, così facendo, si avrà un moto consistente
nella direzione desiderata.
È stato dimostrato, però, che questo fenomeno richiede l'applicazione
di una forza esterna.
Bisogna quindi individuare il tipo di forza da applicare.
Woodward decise quindi di utilizzare un campo elettromagnetico che potesse far variare la massa in maniera estremamente veloce, in modo da ottenere un effetto spinta costante, anziché una serie di accelerazioni e di frenate (come se in auto, il conducente premesse a fondo il pedale dell'acceleratore per poi rilasciarlo subito dopo e così via).
Ma dove un osservatore si potrebbe aspettare di registrare la fluttuazione di massa descritta dall'effetto? La risposta è contenuta nella prima equazione, quella riguardante la variazione di densità. Il secondo membro indica chiaramente la presenza di un cambiamento dell'energia interna del corpo. Evidentemente, la fluttuazione Machiana di massa è da attendersi nel materiale stesso dove, a livello microscopico, l'applicazione di un campo elettromagnetico esterno produce ampie accelerazioni accompagnate da rapidi cambiamenti dell'energia interna immagazzinata nel corpo stesso.
Una buona possibilità è quella di applicare l'effetto Woodward in un condensatore realizzato con un materiale caratterizzato dalla costante dielettrica più alta possibile.
Il motore Woodward
Come ulteriore esempio, si può immaginare un bambino sullo skateboard.
Egli ha in mano una corda elastica, alla cui altra estremità si trova
una palla che cambia massa periodicamente.
Il bambino spinge la palla davanti a sé quando questa è più
pesante, e la ritira a sé - tramite la corda elastica - quando la sfera
è più leggera.
La forza di reazione che il bambino sperimenta è più forte quando
egli lancia la palla (nel momento in cui è più pesante), di
quanto la riceve verso di sé.
Woodward utilizzò questa idea di base, sostituendo la palla con un condensatore ceramico, mentre il bambino fu emulato da un pesante disco di ottone, al quale era fissato il condensatore.
Per apportare una fluttuazione di massa nel materiale dielettrico del condensatore, Woodward applicò un voltaggio alternato che caricava e scaricava il
condensatore molto in fretta e con ritmi precisi, ottenendo così una variazione di massa secondo il Principio di Mach.
Ecco il primo motore Woodward (immagine a lato).
Dopo una serie di prove, il meccanismo venne perfezionato e alcune parti sostituite, poiché le vibrazioni portavano alla rottura della parte più sottoposta alla sforzo.
Ecco il motore Woodward sperimentato in Austria presso l'ARC-Seibersdorf reseach; si tratta del "Flux Capacitor" (spinta prodotta: 50µN, da verificare con le sperimentazioni in corso).
Vantaggi del motore di Woodward
- Relativa semplicità di funzionamento e realizzazione. I condensatori sono il prodotto di una tecnologia utilizzata da decenni, anche se la tecnica per la costruzione di un simile dispositivo delle dimensioni necessarie a spostare un mezzo spaziale non è immediata.
- Impulso specifico infinito. Infatti un simile motore non necessita di alcun combustibile.
- In futuro, l’avanzamento della tecnologia potrebbe ridurre i consumi di energia.
- E, ancora, in futuro si può pensare di ottenere grandi accelerazioni.
Punti di attuale incertezza
- Attualmente i risultati di Woodward sono ancora privi di diverse conferme indipendenti. Altri due ricercatori hanno ottenuto risultati simili, ma ulteriori convalide sono necessarie, perché, come si dice: "Scoperte eccezionali necessitano di prove eccezionali".
- Esiste un dibattito sulla teoria: il Principio di Mach viola i principi di conservazione dell’energia e della quantità di moto?
C'è veramente molto su cui lavorare, ma se arriveranno le conferme dei primi risultati sperimentali... le stelle saranno un po' più vicine.