Вечный двигатель

[Alex Ivanov]

https://www.youtube.com/watch?v=6oNFmDzA4tY&t=4s

Речь пойдет скорее не о вечном двигателе, а о двигателе который может работать продолжительно долго.

На видео парень проверяет может ли жидкость двигаться сама по себе по кругу и это не работает. Я вот подумал а что если использовать магнитную/ферромагнитную жидкость и подставить неодимовый магнит под конец трубочки. Магнит будет притягивать жидкость вниз и она должна капать/течь. Как вы думаете будет ли это работать? Конечно магнит со временем потеряет свои магнитные свойства и перестанет притягивать. Поэтому даже если это и будет работать то не будет вечным.

[Bond]

Надо взять сверхтекучий гелий - тогда точно заработает!

[Alex Ivanov]

«Дайте мне точку опоры, и я переверну Землю» Архимед

А что если взять длинный рычаг и поднять большой камень маленьким усилием. Затем этот рычаг отпустить, камень упадет на пьезоэлектрик и выработает электричество, часть которого использовать чтобы поднять снова камень.

[ПереГиБ]

Потерь в электрической цепи не избежать

[Nik]

Один электрод воткнуть в магадане, второй -здесь. Тянуть один провод. Думаю, разность потенциалов позволит отбирать энергию.

[Олег К]

часть которого использовать чтобы поднять снова камень.

Для этого пьезопреобразователь должен выработать больше электрической энергии, чем он получил механической от камня, т.е. иметь КПД преобразования больше 100%. В реальности, там скорее всего кпд доли процента, в лучшем случае единицы. Часть энергии использовать на что чтобы, снова поднять камень - это как "Вот тебе рубль, купи рояль, сдачу отдашь жене".

[Nemo]

Ох уж это поколение ЕГЭ...
Единственный случай, когда нарушаются законы сохранения - неплоская метрика континуума. Эти законы связаны с симметриями, а они выполняются лишь при плоской метрике и некоторых частных случаях неплоской (центральное гравиполе - один из таких случаев) Но это означает - практически всегда и везде.

Короче - ВД возможен лишь где-то в системе вращающихся чёрных дыр.

Отправлено спустя 2 минуты 21 секунду:
Впрочем, на каждую хитрую попу... Можно поискать нарушения в микромире. Там точно есть кое-где нарушения. Но практической пользы от них пока что не нашли.

Отправлено спустя 9 минут 21 секунду:

Один электрод воткнуть в магадане, второй -здесь. Тянуть один провод. Думаю, разность потенциалов позволит отбирать энергию.

Тогда уж ионизируйте столб воздуха вплоть до ионосферы, пробейте планетарный конденсатор.

[alisoman]

https://yadi.sk/d/CjwnJ10ais-qig

[Alex Ivanov]

Это настоящая революция: физики все-таки создали «вечный двигатель»
https://www.kp.ru/daily/27493.5/4752326/
Им пришлось грубо нарушить закон сохранения энергии – но оказалось, что природа сама нарушает его сплошь и рядом
Вековая мечта человечества о вечном двигателе, кажется, стала реальностью. В одном, очень тонком, эксперименте физики получили больше энергии, чем потратили. Намного больше. Раскрываем детали сенсационного опыта, который перевернет нашу жизнь.

СОЛНЦЕ В ПРОБИРКЕ
Опыт доктора Ван Су Чена (Xuchen Wang) с коллегами концептуально прост. Вот физики посылают очень слабый луч лазера в некое пространство. Внезапно он становится ослепительно ярким. Закачали несколько фотонов – получили искусственное Солнце. Хоть лабораторию освещай! Откуда энергия? Из ниоткуда. Законы термодинамики нагло нарушены. По сути это вечный… пока не двигатель (ведь ничего не движется), а – источник силы и мощности. Но двигатель теперь понятно, как делать: свет может питать, например, солнечную батарею, а та создавать электричество.

Стоп-стоп, не будем гнать лошадей. Чудо возможно пока только в лаборатории. От опыта до вечной батарейки для вашей дачи, которая продается на садовом развале – путь все-таки длинный. Но как удалось все это провернуть?

Секрет – в «пространстве», куда закачали луч лазера. В нем находится кристалл времени. Звучит фантастически! Кристалл времени – это искусственно созданное состояние материи, и как там все устроено, мы сейчас и расскажем.

ТОЧНОЕ ПРЕДСКАЗАНИЕ
Когда люди слышат про кристалл времени, они думают, что это такой блестящий «алмаз», который перенесет вас в прошлое или будущее. Но, хотя кристалл времени может выглядеть как бриллиант, название у него крайне неудачное, потому что к машине времени он отношения не имеет. Он – про вечный двигатель. Вы сейчас поймете, почему его так назвали.

Все началось в 2012 году, когда нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек предсказал, что в природе должно существовать особое состояние материи с очень интересными свойствами. Это система, которая колебалась бы без внешней энергии, и не тратя собственную. Вечно. Как так?

Из школы известно: молекулы и атомы постоянно движутся, потому что обладают некой температурой (энергией). Нас учили: когда температура достигает абсолютного нуля (минус 273 градуса), движение останавливается. Но нет! В реальности вещество продолжает двигаться, уже без энергии. Дело в том, что остановка – это «скорость равна нулю». Однако, квантовая механика запрещает частице иметь четко определенное состояние. «Около нуля» - да, ровно «нуль» - нет. Вот движение и продолжается. Но откуда берется энергия? Да ниоткуда, она просто есть. Вечная и бесконечная. Еще говорят, что это «энергия вакуума». Таковы законы природы. Нам, конечно, все это чуднО, потому что мы привыкли сжигать уголь и дрова, чтобы согреться. Но вот Солнце – оно же даром светит? Так и вакуум, даром. Только Солнце погаснет когда-нибудь, а вакуум никогда не истощится.

Важно понять: мы пока не нарушили закон сохранения энергии. Ведь тепловое движение частиц хаотическое. А хаос дает на выходе все тот же нуль. То есть: каждая частица по отдельности перемещается. Но в целом система «мертвая» и работу не производит. Колебания частиц в одну сторону компенсируются колебаниями в другую сторону.

Вильчек понял, что иногда – производит. Он вычислил, что вещество можно привести в особое состояние, когда колебания станут согласованными. Правильные незатухающие колебания – это уже не хаос. Из этого можно извлечь пользу. Такое состояние вещества он и назвал «кристаллом времени». Как я уже говорил, термин неудачный, но логика есть. В обычном кристалле – решетка, структура которой повторяется в пространстве. А тут – тоже четко организованная структура колебаний, но уже не в пространстве, а во времени. Как бы само время, сжимаясь и расширяясь, заставляет «кристалл» работать.

Все это было так необычно, что и теоретики, и практики немедленно кинулись проверять. К 2015 году появилось несколько работ, в которых доказывалась невозможность кристалла времени. А в октябре 2016 Кристофер Монро получил кристалл времени в лаборатории. С тех пор физики поставили около сотни опытов. Кристаллы времени созданы в газе, жидкости, и – да, в
кристалле алмаза. Неважно, на основании чего вы создаете кристалл времени. Внешне он может иметь любую форму. Главное – придать атомам особое состояние. Делается это с помощью лазеров, очень низких температур, сильных магнитных полей – способов опять же много.

Поразительно, но голая теория, которая казалась безумной в 2012 году, стала реальностью всего через четыре года. А через десять, то есть сегодня, «кристаллы времени» легко создаются в любых лабораториях, где есть хоть мало-мальски подходящее оборудование.

ЗАРЯ НОВОЙ ЭРЫ
Значение опыта Ван Су Чена огромно. Этого физика китайского происхождения (но работает он в Европе) можно сравнить с Маркони, который осуществил первую коммерческую радиосвязь. До Маркони радио было игрушкой. Итальянец превратил радио в вещь практическую.

Так и с кристаллами времени. Да, физики получали вещества, которые колебались сами по себе. Но, чтобы создать само вещество, они тратили уйму энергии. А колебания, замкнутые в кристалле, наружу не выходили. Это напоминает двигатель, у которого нет оси, нет вала. Сам по себе он гудит, работает, вращается где-то внутри коробки. Но ты к нему ничего не подключишь. Китаец – подключил. Он догадался, что через кристалл надо просто пропустить свет. Энергия кристалла вышла к людям. Это колоссальный прорыв.

Другое достижение команды Ван Су Чена – (относительная) простота реализации. Прежде физики делали трехмерные кристаллы. Китаец догадался, что его достаточно сделать двумерным. Как пятно краски на бумаге. Это работает так же хорошо, а сил и затрат требует намного меньше.

НО ЧТО ЖЕ С ЗАКОНАМИ СОХРАНЕНИЯ?
Веками люди пытались получить вечный двигатель, и натыкались на законы сохранения энергии. Но что такое этот закон на самом деле?

Почти все вечные двигатели разбивались о трение. Все вроде работает, но потом останавливается, потому что – трение. Трение переводит движение в «глупое» тепло. Помните, мы говорили, что хаотичные движения на выходе дают нуль? Тепло – это и есть хаос (или, как еще говорят, энтропия). Когда шестеренки машины крутятся, они греются, и из этого тепла вы уже ничего не получите. Уже в начале XIX века поняли, что «глупое» тепло безвозвратно сжирает часть энергии любого мотора. Появился знаменитый третий закон термодинамики. Он гласит: хаос (энтропия) со временем растет, и рано или поздно Вселенная вся уйдет в «глупое» тепло. Мир погибнет. Не будут светить звезды. Не будут биться сердца живых существ. Никакой продуктивной работы. Только беспорядочный горячий «бульон» вещества, не производящий никакой работы.

В ХХ веке заподозрили, что это не так. Энтропия (хаос) Вселенной должна увеличиваться. Но на деле все наоборот. Это ранняя Вселенная была горячим «глупым» бульоном. Потом она усложнилась (звезды), затем еще (планеты), появилась жизнь, а мы, люди, делаем все более сложные механизмы. Вселенная становится сложнее!

Парадокс объяснила квантовая механика. Законы «большого» мира (планет, звезд, людей) не работают на уровне элементарных частиц. Там и время течет вспять, и «глупое» тепло не такое уж глупое, и вакуум, то есть пустота, сам собой порождает вещество и энергию. Но говорили, что между микромиром и нашим – непроходимая стена. Кристаллы времени (а также квантовые компьютеры) эту стену разрушают. Странным оказывается не только микромир, но и наш мир.

Безусловно, кристаллы времени нарушают закон сохранения энергии. Но не нарушается ли он постоянно на наших глазах? Я приведу грубый, но наглядный пример. Вот лист бумаги. Вы можете сжечь его в печи, и получить немного тепла. Это все, на что способен лист? Но вот на нем написана инструкция по запуску ракеты. Человек, который не умеет управлять ракетой, читает инструкцию, и высвобождает колоссальное количество энергии. Можно ведь так повернуть, что эта энергия содержалась в листе бумаги, в особым образом организованных пятнах типографской краски (буквах). Поэтому некоторые физики стали говорить, что информация – это тоже энергия.

В каком-то смысле так и есть. Но все намного глубже. Вселенная, ее структура, то, как организовано пространство – это и есть информация, которую создал не человек, а сама природа. Именно эта структура – источник бесконечной энергии. Мы только сейчас добрались до этого источника.

Что же, идея вечного двигателя была верна, просто технологий не хватало? Выходит, что да. Магниты, чаши с водой, шестеренки и прочие грубые вещи просто были не в состоянии извлечь то, что извлечь в принципе можно. Мир стоит на пороге энергетической революции, и ее последствия будут колоссальны.

[Весельчак Ы]

Как по мне, в статье многовато шума. Об информационных аспектах, возможно, выскажется Н. Светлов. Я же скажу о том, в чем, как мне кажется, немного разбираюсь.

Я думаю, что закон сохранения энергии является одним из краеугольных камней современной физики. И его из мироздания так просто не выдернуть. Чуть выше Nemo писал о его связи с симметриями пространства-времени. Подробнее я писал об этом здесь. Полагаю, что соответствующие законы сохранения должны быть верны и для криволинейного пространства-времени, только для этого в формулу полной энергии нужно добавить еще слагаемые, зависящее от кривизны пространства-времени.

Аналогично, для сохранения закона сохранения при рассмотренном в статье опыте нужно учитывать и энергию вакуума, которая должна убывать, если мы получаем энергию. Может ли она убывать неограниченно, насколько я знаю, вопрос открытый. Например, Иванов в разделе 1.1.9 «Вакуум» книги «Как понимать квантовую механику» (ссылка в моей подписи) пишет следующее:

«Вакуум-3 — это состояние квантованного поля с минимальной энергией....

Для того чтобы существовало состояние вакуум-3, необходимо, чтобы спектр возможных значений энергии квантованного поля был ограничен снизу. Для многих теорий эта ограниченность очевидна, но для гравитационного поля это не так. Гравитация описывает притяжение частиц, из-за чего гравитационная энергия, как правило, отрицательна. Достигает ли она минимума, или может неограниченно уходить в область отрицательных значений? Поскольку у нас пока нет квантовой теории гравитации, ответа на этот вопрос мы пока не знаем. Если энергия гравитационного поля не ограничена снизу, то вакуум-3 вообще не существует».

Отправлено спустя 17 минут 25 секунд:

Важно понять: мы пока не нарушили закон сохранения энергии. Ведь тепловое движение частиц хаотическое. А хаос дает на выходе все тот же нуль. То есть: каждая частица по отдельности перемещается. Но в целом система «мертвая» и работу не производит. Колебания частиц в одну сторону компенсируются колебаниями в другую сторону.

Вильчек понял, что иногда – производит. Он вычислил, что вещество можно привести в особое состояние, когда колебания станут согласованными.

Это идея из последнего романа «Ариэль» Александра Беляева:

«Броуновское движение беспорядочно, хаотично. Правда, теория вероятностей говорит нам, что теоретически не исключен такой случай, когда все молекулы одновременно устремятся вверх. [Впрочем, я полагаю, что здесь нарушается закон сохранения импульса. В.Ы] И тогда камень или человек мог бы подняться над землей. Но вероятие такого случая выражается отношением одного к единице со столькими нулями, что практически такой случай менее возможен, чем, скажем, столкновение Солнца с каким-нибудь небесным телом. Просто сказать, вероятность равна нулю. Обычно частица, ударяясь о другие, испытывает одинаковое стремление двигаться и вправо, и влево, и вверх, и вниз и поэтому остается на месте. Немудрено, что современные ученые заявляли: «Мы не можем питать никаких иллюзий относительно возможности пользоваться броуновским движением, например, с целью поднятия кирпичей на вершину строящегося здания», а значит, и для преодоления человеческим телом притяжения Земли. На этом вопросе был поставлен крест. Но я подумал: мысль овладеть стихийной, разрушительной, неукротимой, своевольной силой молнии показалась бы людям минувших веков столь же безумной и невозможной. А теперь та же сила покорно течет в наших проводах, двигает наши машины, дает свет и тепло.
— И вы поставили себе задачу овладеть броуновским движением, управлять беспорядочными скачками молекул?
— Не только поставил эту задачу, но, как видите, и разрешил ее. Уильям! Покажите мистеру Фоксу танец колб!
На столе появился длинный плоский аппарат, уставленный стеклянными колбами. Эти колбы вдруг начали подпрыгивать выше и выше. Одни из них поднимались и опускались медленно, другие сновали вверх-вниз с большой быстротой.
Уильям повернул рычажок аппарата, и одна колба вдруг пулею вылетела в окно.
— Вы видите один из этапов моих работ. Эта кадриль колб доставила мне немало хлопот. Легче выдрессировать бегемота, слона, муху, чем молекулу. Главная трудность в том, что резвость моих балерин-молекул очень различна. В колбах заключены молекулы водорода, азота, углекислого газа. Подумайте сами, легко ли заставить танцевать колбы в одном темпе: при нуле Цельсия скорость движения молекул водорода равна тысяче шестистам девяноста двум метрам в секунду, азота — четыремстам пятидесяти четырем, углекислоты и того меньше — тремстам шестидесяти двум. Для водородной молекулы эта скорость превышает не только скорость полета ружейной пули, но и артиллерийского снаряда, приближаясь к скорости снарядов сверхдальнобойных пушек. При повышении же температуры скорость движения молекул возрастает. Видали, как вылетела водородная колба?»

[Zatvornik]

Законы сохранения выполняются в закрытых (изолированных) системах и не выполняются в открытых. А что говорит современная наука о Вселенной, изолированная она система или нет? Приводит доказательства? Постулирует? (Ее открытость или закрытость). Или вообще объявляет этот вопрос философским?

Откуда энергия, которая есть в Вселенной?
Чтобы скатиться с горки, надо сначала санки на гору втащить. ("Движение против энтропии").
Это и было сделано как-то. Вначале. Массы вещества разведены на большие расстояния, чтобы они могли гравитационно взаимодействовать и выделять "затраченную на подъем в гору" гравитационную энергию... Материя представлена атомами водорода, которые при возникновении необходимых условий вступают во взаимодействие и выделяют затраченную на их появление термоядерную энергию, превращаясь со временем в "шлак" с максимальной энтропией (атомы железа)...

[Bond]

А что говорит современная наука о Вселенной, изолированная она система или нет?

Это зависит от того, будет она расширяться вечно или нет - но пока вроде все данные в пользу вечного расширения

[Zatvornik]

Это зависит от того, будет она расширяться вечно или нет

И?..

(Я просто не знаю, что из этого следует - если вечное расширение, она изолированная или открытая?)

[Bond]

Если вечное расширение - значит открытая, так как сжатие Вселенной подразумевает замкнутость её объёма.

[Весельчак Ы]

Мне кажется, что в современной мэйнстримной научной картине мира ответ примерно следующий. Вселенная, будучи материальной системой, обладает определенной энергией. Вселенная замкнута, ибо других вселенных нет, ибо иначе Вселенная была бы не «Все-», или, же, по крайней мере, вселенная с ними не взаимодействует. Тогда полная энергия Вселенной сохраняется, но может перераспределяться по различным формам в процессе эволюции Вселенной. Как, например, при колебании маятника сохраняется его полная энергия, а его потенциальная энергия переходит в кинетическую и наоборот.

[ZYOBRA_70]

Как, например, при колебании маятника сохраняется его полная энергия, а его потенциальная энергия переходит в кинетическую и наоборот.

у Н.Н. Горькавого, в его пульсирующей Вселенной, подобным образом масса чёрных дыр переходит в энергию гравитационных волн, и наоборот. Сингулярности у него там нет вообще.

[Bond]

Вселенная замкнута, ибо других вселенных нет

Могут быть части Вселенной, находящиеся за горизонтом событий (удаляющиеся от нас со сверхсветовой скоростью), с ними нет взаимодействия, но энергия может уходить туда безвозвратно.

[Н. Светлов]

Могут быть части Вселенной, находящиеся за горизонтом событий (удаляющиеся от нас со сверхсветовой скоростью)

Насколько я понимаю, в нашей системе отсчёта они в любом случае будут удаляться от нас с досветовой скоростью (как и мы от них) из-за эффекта относительного сокращения размеров релятивистских систем. Просто красное смещение уйдёт настолько далеко влево по спектру, что любой отправившийся оттуда квант прилетит к нам сюда с частотой, превышающей время существования вселенной.

Впрочем, на суть дела это не влияет. Если постоянная Хаббла (примерно) постоянна, а из-за расширения вселенной всё меньшая часть её вещества остаётся в пределах горизонта событий, то, соответственно, и энергии в этих пределах всё меньше. Тепловая смерть, ага. Если же постоянная Хаббла зависит от времени, то может выйти совсем наоборот.

[Весельчак Ы]

у Н.Н. Горькавого, в его пульсирующей Вселенной

Кстати, только что на форуме dxdy наткнулся на свежую авторскую тему "Обсуждение теории осциллирующей Вселенной".

масса чёрных дыр переходит в энергию гравитационных волн

Насколько я понял слова Горькавого, переход именно массы проблематичен из-за закона сохранения барионного заряда, поэтому в энергию гравитационных волн переходит скорее энергия движения черных дыр.

[Nemo]

Я думаю, что закон сохранения энергии является одним из краеугольных камней современной физики. И его из мироздания так просто не выдернуть. Чуть выше Nemo писал о его связи с симметриями пространства-времени. ... Полагаю, что соответствующие законы сохранения должны быть верны и для криволинейного пространства-времени, только для этого в формулу полной энергии нужно добавить еще слагаемые, зависящее от кривизны пространства-времени.

Они верны в частных случаях, но это самые частые случаи. Например, случай центрального гравитационного поля и суперпозиции таких полей. Но законы сохранения в искривлённом континууме неверны в общем случае. Например, с учётом увлечения систем отсчёта. Однако подобные эффекты становятся существенными только возле экстремальных объектов - нейтронных звёзд и вращающихся чёрных дыр. Там вечный двигатель первого рода в принципе возможен, но и тут не всё гладко. По сути, такой двигатель всё равно не будет производить энергию из ничего, а будет черпать её из искажённого континуума. Ведь искажение континуума - эффект сродни гравитационным волнам, так что энергия в нём есть.