X-aknák

Vákuumenergia

Hraskó Gábor

A ZPE mûködésben

Elõzõ rész


A negyvenes években a holland Hendrick Casimir a ZPE meglepõ megnyilvánulási formáját jósolta meg7. Az eredeti probléma két dipólusos részecske közti Van der Waals-erõ távolságfüggésének torzulása a ZPE hatására. Míg azonban ez egy atomi méretekben jelentkezõ dolog, Casimir azt állította, hogy a ZPE létrehozta erõ makroszkopikusan is megnyilvánulhat. Számításai szerint vákuumban két A felületû, egymástól kicsiny a távolságra helyezett töltetlen fémlap között
 
[9]
 
nagyságú vonzóerõ fog fellépni. Az erõt, amely [9] szerint a távolság negyedik hatványával csökken, 1996-ban Steven Lamoreaux kísérletileg is kimérte és eredménye 5%-os pontossággal megegyezett az elmélettel (ne felejtsük el, hogy nagyon gyenge hatásról van szó).

  A hatás abból adódik, hogy a fémlapok között csak olyan hullámhosszú EM-módusok alakulhatnak ki, amelyek csomópontja a fémlap felületén van (a rögzített végû húrhoz hasonlóan), a fémlapokon kívül pedig mindenféle módus kialakulhat (egyik végén rögzített, végtelen hosszú húr). Ez különbséget fog okozni a fémlapok közötti és a két azon kívüli térrész ZPE-jében. A három térrész összenergiája a fémlapok közelítésével csökken, és ennek megfelelõen a lapok között vonzóerõ lép fel. Más anyagú vagy formájú komponenseket használva más nagyságú, illetve irányú erõ léphet fel, például egy fémgömbnél a falakat szétfeszítõ erõt kapunk.

  Egyértelmû, hogy – a nagyságrendektõl eltekintve – a ZPE-vel munkát lehet így végeztetni. A két közeledõ fémlap áttételen keresztül turbinát hajthat, amivel áramot lehet termelni. [9] szerint szép nagy fémlapokat kellene használnunk, ha ezzel egy zseblámpaelemet szertnénk mûködtetni (gyors fejszámolással a négyzet alakú fémlap oldalhossza 1010 km nagyságrendû lenne). Ha valaki más formájú és anyagú komponensekkel próbálkozva ezt az eszközt hátizsáknyira tudná is csökkenteni (erre az elmélet szerintem nemigen mutat reális lehetõséget), akkor is csak néhány másodpercig tartana az energiatermelés, aztán a fémlapok összeérnének és vége. A lapok eltávolítására pedig – szomorú – ugyanakkora energiát kell befektetni, mint amennyit kinyertünk (a veszteségek miatt persze többet).

Az a fránya entrópia

A tudomány a Casimir-effektuson kívül a ZPE számos más megnyilvánulását ismeri (pld. az ún. Lamb-eltolódás), ezek azonban általában nem mutathatók ki makroszkopikus méretekben. Ezen effektusok fontos szerepet játszhatnak a ZPE kinyerésében, mint a technológiai megoldás részei, nélkülük a ZPE-hez „nem férnénk hozzá”. Az effektusok puszta létezése, illetve azok felsorolása azonban semmiképpen sem bizonyítja, hogy a ZPE-bõl folyamatosan lehet energiát kicsatolni.

  Az alábbi példában a ZPE-vel „teli” vákuumot a meleg tengervízzel helyettesítem. A hasonlat egyáltalán nem távoli, mivel általános alapelvekre és nem technológiákra fogok koncentrálni.

  A meleg tengervízbe helyezett, gázt tartalmazó, dugattyúval lezárt hengerrel munkát lehet végeztetni. A Casimir-effektusnak megfelelõ hatás az, hogy a tengervíz melege hatására a hengerben lévõ gáz kitágul. Az elmozduló dugattyúval hasznos munkát végeztethetünk. Az elvégzett munka nem lehet nagyobb, mint a tengervíz energiavesztesége (annak rovására végeztük a munkát). Ez az energiamegmaradás tételének alkalmazása a konkrét esetre, és ennek jogosságával nem is szoktak vitatkozni.

  Az alapvetõ probléma, hogy a hengerben lévõ gáz hamar felveszi a tenger hõmérsékletét, utána már nem tágul tovább, a munkavégzés leáll. Találnunk kell valami hideg közeget, amely a gázt lehûtve újra lehetõvé teszi a munkavégzést, azaz az energiakicsatolást a tengervízbõl. A hûtõközeg közben természetesen felmelegszik, de ha elég nagy mennyiségû (pl. egy hideg tengeráramlás a mélyben8), a munkát gyakorlatilag korlátlan ideig végeztethetjük.

  A tengervíz energiájához (hõmérsékletéhez) hasonlóan a vákuum ZPE-je is gyakorlatilag homogén eloszlású, így belõle nem nyerhetõ ki folyamatosan energia. Természetesen, amennyiben találnánk az univerzum megfelelõ közeli pontján egy olyan térrészletet, ahol a ZPE a minálunk ismerttõl eltérõ nagyságú (jellegû), akkor a folyamatos energiakicsatolásnak nem lenne elvi akadálya (ekkor jöhetnének a technológiai megoldások). Igen valószínûnek tartom, hogy környezetünkben ilyen ZPE-anomáliák nincsenek. Gyanítom, hogy ilyen anomália környezetében a világ eléggé barátságtalan lenne (nagy gravitációs gradiensek, fekete lyukak?). Még az alternatív ZPE-irodalomban sem találtam utalást ilyesmire.

  Inhomogenitás nélkül tehát folyamatosan nem végeztethetõ munka a ZPE-vel. Valójában már az elsõ ciklus sem fog általában energiát termelni, hiszen a tér e pontján élve mindannyian ugyanabban a homogén ZPE-tengerben fürdünk, így már kezdetben sincs meg a szükséges inhomogenitás energia-kinyerõ készülékünk és a környezõ tér ZPE-je között. Elõzõ példánkra hivatkozva, ha a dugattyúban lévõ gáz hõmérséklete már induláskor megegyezik a tengervíz hõmérsékletével, el sem indul az energiakinyerés.

  Éppen ezt a problémát tárgyalja a termodinamika úgynevezett II. fõtétele, amely kimodja, hogy egy zárt rendszer entrópiája (rendezetlensége) minden állapotváltozás során növekszik, vagy legfeljebb állandó marad. Az említett szituációra alkalmazva ez azt jelenti, hogy nem létezhet olyan periodikusan (folyamatosan) mûködõ gép, amelynek semmi más hajtása nincs, mint egy hõtartály lehûlése. Általánosan úgy mondják, hogy másodfajú perpetuum mobile nem létezik.

  Egely említett könyvében5 is szerepel az inhomogenitás, mint követelmény a folyamatos energiatermeléshez. Mivel õ sem tud természetes inhomogenitásról a közeli univerzumban, a következõ módszert javasolja (az említett technológiákról most sem beszélek, csupán az elvrõl):

  1.Munka befektetésével hozzunk létre inhomogenitást a környezõ tér ZPE-jében. Utalva példánkra: a tenger közepén hûtsünk le egy jó nagy tartály vizet (ún. inverz Carnot-ciklus).

  2.A létrehozott inhomogenitást felhasználva végeztessünk munkát a rendszerrel: a hideg vízben hûtsük le a gázt tartalmazó hengerünket, majd a melegebb tengerbe téve hagyjuk kitágulni, miközben a dugattyú munkát végez (ún. Carnot-ciklus). Mindeközben természetesen az inhomogenitás megszûnik (a hideg vizes tartályunk felmelegszik).

  3.A kinyert munka egy részét szabadon felhasználjuk (nyereség), a másik részével a folyamatot az 1. ponttól újrakezdjük.

  Teljesen egyértelmû, hogy a munkafolyamat során a környezõ tér ZPE-je (a környezõ tengervíz hõmérséklete) a kinyert munkával pontosan egyenlõ mértékben csökken, tehát az energiamegmaradással feltehetõleg nincs baj. A tér ZPE-jének csökkenése ráadásul elhanyagolható, mivel arányosan nagyon kicsi az energiakivételünk. Íme a ZPE megcsapolása! Vagy egy olyan hajót készíthetünk, amely hajtóenergiáját a tengervízben tárolt hõenergiából meríti, és közben csupán a tenger vizét hûti.

  Egely valójában eléggé szeparáltan beszél az 1. és a 2. pontok megvalósításáról. Szinte az az érzésem, hogy nem merte azokat ilyen szépen egymás után tenni, és a végén hozzáadni a körfolyamat megvalósításához szükséges 3. pontot. Az olvasó ezért nem szembesül vele, hogy ez a másodfajú örökmozgó iskolapéldája. Az elsõ ciklustól eltekintve a rendszer zárt, és csupán „lehûlésébõl” származik a megtermelt munka. Mindezek alapján számomra teljesen világos, hogy Egely módszere a folyamatos energiatermelésre alkalmatlan.

  Általában a konkrét „találmányoknál” nagyon nehéz fülön csípni azt a munkafolyamatot, amely nem egészen úgy mûködik, ahogy feltalálója elképzelte. Egy gép sokkal összetettebb, semhogy egyszerû összefüggésekkel leírható legyen. Annak, aki bízik az I. és II. fõtételekben, nem is kell egy ilyen gép mûködését végigelemeznie; a fõtételekbõl következik, hogy ilyen elvû gép nem mûködhet. A tudósok ilyen hozzáállása rettenetesen zavarja az önjelölt feltalálókat („Ha meg sem akarják részleteiben érteni, akkor hogyan állítják, hogy nem mûködhet?”), pedig a tudósok számára éppen az ilyen irányelvek megtalálása és következetes használata jelenti a tudomány mûködését.

  Ne tévesszen meg senkit, hogy igyekeztem kerülni a konkrét megvalósítások (technológiák) tárgyalását. Egely könyve Az energiakicsatolás alapelvei fejezetének 71–74. oldalán szintén nem technológiákról, hanem elvekrõl értekezik. Ezek az – egyébként tisztán, egyszerûen megfogalmazott – elvek pontosan a vázolt háromlépéses sémának felelnek meg (kezdeti munkabefektetéssel inhomogenitás létrehozása a ZPE-ben, az inhomogenitás segítségével energia kicsatolása, végül a körfolyamat lezárása). Következésképpen az alapelvek – bár az energiamegmaradással összhangban lehetnek – sértik a II. fõtételt, így az ezen az elven mûködõ gépek másodfajú örökmozgónak minõsülnének, ha lennének! Mindez tökéletesen független attól, milyen fizikai alapú és milyen hatásfokú technológiákat alkalmaznak!

Utószó Tesláról

Nem gyõzöm eleget hangsúlyozni, hogy a nullponti energia (ZPE, vákuumenergia) létét manapság csak igen kevesen vitatják. Létezését a kvantumelmélet kidolgozása során ismerték fel, és azóta szervesen beépült az elméletbe. Ez a hangzatos nevû és bonyolult elméleti hátterû jelenség új lökést adott a féltudományos elmélkedéseknek is. Az ezzel foglalkozók kiragadják a tudomány eredményeibõl a nekik tetszõ részleteket és olyan elméletek felépítésére használják azokat, amelyek nyilvánvalóan ellentétben állnak a tudományos rendszer más alapelemeivel (leggyakrabban az energiamegmaradás, még inkább az entrópianövekedés tételeivel). Az ilyen elméletekben gyakran hivatkoznak ismert és elismert tudósok igazolt eredményeire, de ezek az eredmények minden valószínûség szerint nem alkalmasak a kérdéses elmélet igazolására. Ráadásul mindig voltak olyan tudósok, feltalálók, akiknek szenzációs eredményeik mellett akadtak téves, némelykor szinte az õrültséggel határos elképzeléseik, amelyeket az idõ végül is nem igazolt. Ilyen feltaláló lehetett Tesla is.9

  Nikola Tesla 1856-ban született a horvátországi Smiljan városában. 1884-ben az Egyesült Államokba emigrált. Alapvetõ szerepe volt a váltóáram hasznosításának kidolgozásában. Nevéhez kapcsolódik a háromfázisú elektromos rendszer, a dinamó és az elektromotor elvének kidolgozása. Az 1896-tól mûködõ niagarai erõmû Tesla szabadalmai alapján készült és róla nevezték el. Nagy szellemi ellenfele Edison volt, aki az egyenáramú rendszert preferálta, és aki végül ebben alul maradt Teslával szemben. Tesla ezekkel a találmányokkal mindörökre beírta magát a tudomány történetébe, amit azzal is honoráltak, hogy a mágneses erõ mértékegységét róla nevezték el (tesla, jele T).

  Ez azonban Tesla alakjának csak az egyik oldala. Fantáziája messze túlszárnyalt ezeken a találmányokon. Olyan szerkezeteken dolgozott, amelyek reménye szerint gyökeresen megváltoztathatták volna az emberiség életét. Az egyik ilyen fantazmagóriája az üzemanyag nélküli motor volt. Elképzeléseirõl sajnos nem maradtak fenn részletes feljegyzések. Információk szerint Tesla olyan motort képzelt el, amely a mûködéséhez szükséges energiát valamilyen, a környezetünkben mindenhol elõforduló, mindig rendelkezésre álló forrásból szerezte volna be. Hogy ez az energiaforrás mi lenne, arról nem szólnak feljegyzések, de többen az elektromágneses éterre gyanakodnak. Tudomásunk szerint Tesla életében sehol sem mutatott be mûködõképes modellt, és mivel az éterelmélet azóta megdõlt, nem valószínû, hogy a nagy felfedezõ ezúttal jó nyomon járt.

  A késõbbiekben Tesla a vezeték nélküli energiaátvitelen dolgozott és Long Island-i laboratóriuma mellett monumentális szerkezetet épített fel. Ekkor azonban pénzügyi gondok merültek fel, riválisa, Marconi nagy sikereket ért el a rádiózásban, míg õ nemigen jutott elõre kutatásaiban. Tesla lassanként leszakadt az élmezõnyrõl a folyamatos versenyben. Jóval késõbb, 87 évesen halt meg New Yorkban.

  Ezek az események Tesla alakját alkalmassá tették arra, hogy halála után neve köré furcsa legenda szövõdjön. Eszerint Tesla felfedezte a világegyetem energiáit megcsapoló eszközt, de ellenfelei, köztük a hagyományos energiahordózók kitermelésében és hasznosításában érdekelt cégek, meghiúsították munkáját és tönkretették a zseniális feltalálót.


Jegyzetek
1. Több jó keresõ is van. Én az alábbiakat használom: http://www.altavista.com, http://www.excite.com, http://www.yahoo.com. Nemrég jelent meg egy új – a keresõk keresõje: http://www.ask.com. Ez az említett keresõkön is lefuttatja a keresést, így egy csapásra az internet hatalmas adathalmazának többféle metszetét lehet látni.
2. Patric G. Bailey: Review of Free Energy Experiments, http://www.spiritweb.org/Spirit/free-energy-faq.htm.
3. Patric G. Bailey: Free Energy, Theory, Devices and Progress, http://www.spiritweb.org/Spirit/free-energy-status.htm. Elõadás az International Forum on New Sciences konferencián 1992. szeptember 19-én.
4. Philip Yam: Exploiting Zero-Point Energy, http://www.sciam.com/1972issue/1972yam.html, a Scientific American honlapján.
5. Egely György ismertet egy csomó találmányt, amely hite szerint legalább elméletileg mûködik, és amely ugyancsak véleménye szerint kapcsolatba hozható a vákuumenergiával. Egely György: Tértechnológia. Energetika, 1998.
6. Hraskó Péter szóbeli közlése nyomán, zuglói sétálgatások és kertbeli üldögélések során csiszolva (sajnos internetcímünk nincs).
7. Philip Gibbs: What is the Casimir effect? http://hepweb.rl.ac.uk/ppUK/PhysFAQ/casimir.html a fizikusok kérdésgyûjteménye (Physics FAQ) honlapon.
8. Ezzel a módszerrel valóban termelnek energiát, bár a technológiák még nem tökéletesek. Lásd terry R. Penney – Desikan Bharathan: Energia az óceánból. Tudomány, 1987. március, 46–52. old.
9. Tesláról bõven olvashatunk az interneten. A legjobb felkeresni a http://www.ask.com lapot, és rákeresni a Nikola Tesla névre. Az eredménylapon válassza ki a "Where can I learn about the scientist Nikola Tesla" pontot. Érdemes a többi anyagba is belenézni. Tesla fantasztikus terveirõl, amelyek a tudomány mai állása szerint tévutak voltak, viszont a fanatikus Tesla-hívõk bibliáját jelentik: http://pages.prodigy.net/onichelson/. Tesla üzemanyag nélküli motorjának kritikai elemzését adta Hraskó Péter a Janus Pannonius Tudományegyetemen a Fizikus Napok keretében 1999. április 20-án elhangzott elõadásán (kéziratban).


Természet Világa, 130. évf. 9. sz. 1999. szeptember, Szkeptikus Lapok, 18–23. o.
http://www.kfki.hu/chemonet/TermVil/ 
http://www.ch.bme.hu/chemonet/TermVil/ 


Vissza a tartalomjegyzékhez