2024-11-10T09:56:00+03:00
בחיפוש אחר מקורות אנרגיה ברי קיימא, קבוצת חוקרים מקליפורניה מציעה פתרון מהפכני: מערכת להעברת אנרגיה ישירות מהחלל לכדור הארץ. הפרויקט החדש כולל פיתוח מערך אנטנות שידור המסוגלות לאסוף אנרגיה מפאנלים סולאריים במסלול ולשדר אותה למקלטים על פני כדור הארץ, מה שיגדיל משמעותית את עוצמת האנרגיה המשודרת וירחיב את רדיוס השידור שלה.
הרעיון של העברת אנרגיה סולארית מהחלל, שהוצע לראשונה בשנות הארבעים, עבר ממדע בדיוני למחקר. בניגוד לאנרגיה סולארית מרוח וקרקע, התלויות בתנאי מזג האוויר, קצירת אנרגיה ישירות מהחלל יכולה לספק אספקת אנרגיה יציבה יותר.
עם זאת, האתגר המרכזי הוא הצורך להתמקד במדויק ולכוון את קרן המיקרוגל לכדור הארץ. שידור אנרגיה למרחקים כה ארוכים ידרוש משדרים ענקיים במסלול ומקלטים על פני כדור הארץ כדי לקלוט את האותות המוחלשים.
כדי לעקוף את הקשיים הללו, פרופסור עלי הדג'ימיר מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה ועמיתיו הַצָעָה מערך ביניים של משדרים המוצב במסלול בין מקור אנרגיה קוסמי למקלטים ארציים. מערכת "חוזרים" זו תסייע לכוון את האלומה בצורה מדויקת יותר לאזורים ספציפיים של פני כדור הארץ ותאפשר שימוש במכשירים קטנים יותר.
חוקרים בדקו אב טיפוס קטן של מערכת כזו, והראו שהיא מסוגלת להעביר כמעט פי 2.5 יותר אנרגיה מאשר שידור ישיר לכדור הארץ. הבדיקות בוצעו בתא אנקו עם מרחק בין המשדר למקלט של 3.8 מטר בלבד. התוצאות מצביעות על כך שהמערכת החדשה תאפשר העברת כוח למרחקים ארוכים יותר או להשתמש בציוד קטן יותר לשידור על פני מרחק קבוע.
הדג'ימיר מכיר בכך שמערכת ביניים תגדיל את העלות הכוללת של הפרויקט, אך עם יעילות ההולכה המוגברת, עלויות האנרגיה ליחידה עשויות לרדת בטווח הארוך.
בעוד שהטמעה של מערכת העברת כוח מלאה בחלל נותרה בעתיד, הצוות מתכנן להמשיך ולפתח ולבדוק מערכי שידור גדולים יותר וניתנים לשליטה בסביבות חלל.
מדענים מכירים זה מכבר השפעות רלטיביסטיות כמו התכווצות אורך והתרחבות זמן, המתרחשות כאשר עצם נע במהירויות הקרובות למהירות האור. עם זאת, מחקר חדש מראה שישנן השפעות אחרות פחות מוכרות שעשויות להיות חשובות להבנת פיזיקה באנרגיה גבוהה.
לִלמוֹד,
פורסם
ב-Physical Review E, מתאר תיאוריה חדשה של צמיגות נוזלים שלוקחת בחשבון את ההשפעות של תורת היחסות הפרטית. הבסיס למחקר היה הניסוח האחרון של משוואת לנגבין הרלטיביסטית, המתארת את התנועות המיקרוסקופיות של חלקיקים בהשפעת שדה חיצוני. הודות למודל זה, ניתן היה להסביר כיצד אינטראקציות והתנגשויות בין חלקיקים מובילות לפיזור המומנטום בנוזל תוך כדי תנועה.
לפי תיאוריה זו, הצמיגות של נוזל במהירויות רלטיביסטיות היא פרופורציונלית לצמיגות הרגילה כפולה בגורם לורנץ, דבר העולה בקנה אחד עם ניסויים ידועים ומאפשר לנו להמשיך לתוצאות קלאסיות עבור גזים במהירויות נמוכות. עם זאת, באנרגיות גבוהות במיוחד, כמו בפלזמות של קווארקים וגלואונים, התיאוריה חוזה תלות טמפרטורה חדשה של צמיגות, מה שעלול לפתוח את הדרך לחוק יסוד חדש של הפיזיקה.
יתרה מכך, המחברים גילו אפשרות להשפעה חדשה הנקראת "צפיפות נוזלים", המקבילה להתכווצות אורך והתרחבות זמן, ואשר יכולה למלא תפקיד חשוב בהבנת ההתנהגות של פלזמות בעלות אנרגיה גבוהה באסטרופיזיקה ובפיזיקת חלקיקים.
