未来可再生推进系统背后的物理原理
格雷迪·温斯顿的客串文章可能会引起一些人的惊讶，他们想知道为什么要推测这些未来概念，比如零点能量，或者是所有人都可以免费获得的能量，因为它只是碰巧在那里供人使用。这是一份基于物理学家工作的信息报告。因此，对于那些唱反调的人来说，只要记住人们对无线电话等遥远概念的最初震惊反应就可以了。谢谢你的帖子，格雷迪。
到目前为止，计划从事能源相关职业的学生一直被鼓励学习地质学或核工程等学科。然而,首选资格可能很快就会是物理学学位．这要归功于埃及索哈格大学19岁的学生艾莎·穆斯塔法最近提出的一个概念。她的想法包括使用所谓的“零点能量”来推动宇宙飞船，而不需要火箭或其他传统形式的推进。
传统权力形式的局限性
从历史上看，运送人员或货物意味着使用有限的能源。在过去的几个世纪里，这是由动物提供的，它们被用来拉大车、马车或战车。在19世纪th和20th几个世纪以来，蒸汽机和石油发动机被开发出来。自1954年苏联第一个商业核电站投入使用以来，原子能一直被用于发电。
这些形式的电力都依赖于不可再生资源。随着人类文明的扩张，对能源的需求也越来越大。这增加了环境破坏和地球煤炭、石油和铀供应枯竭的风险。
替代燃料来源
对这一点的认识导致了近几十年来各种替代类型的权力的发展。这些包括生物燃料，利用细菌将人类和动物粪便转化为能量燃料电池这取决于氧和氢之间的化学反应。本田汽车公司已经制造了使用燃料电池发动机的汽车。但如果没有基础设施的支持，它们的用途就有限了。
太阳能、风能、核聚变、天然气和电池也有各自的支持者。虽然每一种都有其优点，但都有局限性。太阳能电池板效率相对较低，而且需要阳光。风能系统需要风来发电。天然气虽然比石油环保得多，但仍会向大气中排放碳氢化合物。在制造核聚变的技术被开发出来之前，它仍将是科幻小说里的东西。电池，至少在目前的情况下，在必须充电之前，最多只能让车辆行驶100英里左右。没有一个是推动宇宙飞船的合适人选。
穆斯塔法的解决方案:免费提供无限能源
穆斯塔法的想法是利用一种完全不同的能量来源来避免这些问题:量子涨落产生的能量。解释她的建议最简单的方法就是认识到没有“空”的空间。在地球大气层外无边无际的真空中，每一个点都充满了科学家所说的“虚拟”粒子，它们在一秒钟内出现和消失数万亿次。每一个都只产生很小的力。但它们合在一起就足以移动物体，这一点已经在卡西米尔实验在1996年。
这种能源是取之不尽的。它是宇宙中无处不在的物理现实的基本组成部分，所以利用它的宇宙飞船永远不会耗尽燃料。它不消耗有限的资源，不造成污染，而且实际上是免费的。荷兰物理学家亨德里克·卡西米尔在20世纪40年代末首次预言了它。他以爱因斯坦、尼尔斯·玻尔和沃尔特·海森堡等早期物理学家的工作为基础。它已被多项实验证明存在。
工作原理
穆斯塔法提出了一个基本的想法，如何利用这种类型的能量使用卡西米尔板。两块平坦的反射硅板将被紧密地放置在一起，然后处理与量子粒子相互作用。通过移动平板，粒子产生能量，产生一个合力来移动航天器。通过在任何类型的航天器或卫星周围建立一个板块系统，可以通过在多个方向上产生力来实现运动。这提供了一种更可控的穿越空间的方式，也提供了一种更具成本效益的方式，允许船只根据命令加速和减速。
与其他想法的相似性
穆斯塔法的提议在某些方面类似于使用“太阳帆”作为星际驱动的想法。这一想法利用了太阳不断向太空发射数十亿光子的事实，而且，正如詹姆斯·麦克斯韦(James Maxwell)在1873年发现的那样，光对它所击中的任何物体都会产生推力。美国国家航空航天局和其他机构的科学家建议在轨道上建造一块巨大的超薄反射织物。它需要有德克萨斯州那么大，占地268,820平方英里，才能利用足够的太阳能以相当的速度推动一艘小型宇宙飞船。
这个想法并不新鲜。阿瑟·c·克拉克(Arthur C. Clarke)在1960年的小说《太阳干扰者》(Sunjammer)中提到了这一点。尽管这个想法很大胆，但它远不是没有问题的。除了建造帆所涉及的巨大工程挑战之外，它还很容易受到陨石和其他颗粒的攻击，这些颗粒可能会把它精致的材料撕成碎片。
而且，它离太阳越远，效率就越低。在水星附近使用太阳能收集器可以在一定程度上缓解这个问题，它可以在航行到太阳系边缘时，将类似激光的能量光束对准帆。然而，一旦它开始运行，宇航员将面临在到达目的地时减速的挑战。
这些困难指出了穆斯塔法提议的另一个优点。它不仅可以产生推进力，还可以通过操纵为星舰提供动力的卡西米尔板的位置来操纵星舰，甚至使其减速。
别指望今年就会发生
当然，这些想法都不会成为现实，直到几十年甚至几个世纪后。科学家和工程师们必须首先解决数以百万计的微小细节，才能把穆斯塔法的想法从纸上的提议变成实际的推进系统。尽管如此，她的成就证明了绿色能源是可行的。为了地球和全人类的利益，我们只需要利用这些资源的意愿和承诺。
作者简介:
格雷迪·温斯顿是来自印第安纳波利斯的一位狂热的作家和互联网企业家。他曾在技术、商业、营销和广告领域工作，为一系列客户实施多个创意项目和解决方案。
图片致谢:Heyuguys, Thestargarden
