Ajatus sähköntuottamisesta maapallon pyörimisen avulla ei ole uusi. Kuitenkin Christopher Chyban (Princetoni yliopisto) johtama tiimi on juuri julkaissut yllättäviä tuloksia Physical Review Research -lehdessä. Heidän tarkasti suunniteltu kokeellinen laitteensa on tuottanut muutaman mikrovoltin jatkuvaa virtaa, avaten mielenkiintoisia mahdollisuuksia.
Pitkään kyseenalaistettu teoreettinen periaate
Jo 1800-luvulla Michael Faraday pohti mahdollisuutta hyödyntää maapallon magneettikenttää energian tuottamiseen. Hänen kokeensa, jotka perustuivat sähkömagneettisen induktion periaatteeseen, eivät kuitenkaan tuottaneet tuloksia, johtuen maapallon magneettikentän tasaisista ominaisuuksista. Tällaisessa ympäristössä johtimen liikkeen aiheuttamat sähköiset voimat kumoavat toisensa, estäen jatkuvan virran syntymisen. Tämä teoreettinen rajoite on pitkään ollut ylittämättömänä esteenä.Vuonna 2016 Christopher Chyba ja hänen tiiminsä vahvistivat tämän johtopäätöksen julkaisemalla matemaattisen osoituksen menetelmän mahdottomuudesta. Kuitenkin tarkastellessaan uudelleen omia oletuksiaan, tutkijat tunnistivat poikkeuksen: tietynlaisen magneettisen materiaalin, joka on muotoiltu ontoksi sylinteriksi, käyttö voisi paikallisesti häiritä magneettikentän rakennetta. Tämä erityispiirre voisi estää sähkövarauksien kumoutumisen ja ylläpitää mitattavaa jännitettä.
Heidän kokeensa perustuu putkeen, joka on valmistettu mangaani-zinkiferriitistä, materiaalista, joka on valittu sen kyvyn vuoksi helpottaa magneettista diffuusiota. Tämä laite on suunnattu tarkasti maapallon magneettikenttää vastaan ja se on sijoitettu pimeään huoneeseen, jotta kaikki valosähkön häiriöt voitaisiin eliminoida. Kun muut jännitelähteet, kuten termoelektriset vaikutukset, oli poistettu, tutkijat rekisteröivät 17 mikrovoltin signaalin, jonka he liittivät maapallon pyörimiseen. Vaikka tämä arvo on äärimmäisen pieni, se vastaa heidän tarkistetun mallinsa teoreettisia ennusteita.
Tämä löytö herättää näin ollen vanhan tieteellisen keskustelun, ehdottaen, että tietyt materiaalikokoonpanot voisivat kiertää klassisen sähkömagneettisuuden rajoituksia. Kuitenkin yhteisö on varovainen, koska havaittu vaikutus on minimaalinen ja vaatii erittäin kontrolloituja kokeellisia olosuhteita. Seuraava vaihe on toistaa nämä tulokset itsenäisesti, jotta ne voidaan vahvistaa tai kumota.
Vahvistettavat tulokset
Vaikka Christopher Chyban tiimin toteuttama kokeilu vaikuttaa lupaavalta teoreettisesti, sen käytännön vaikutukset ovat edelleen laajalti todistamatta. Mitattu 17 mikrovoltin jännite, vaikka se vastaa ennusteita, edustaa äärettömän pientä energiaa - vertailun vuoksi se vastaa vähemmän kuin tuhannesosaa nappipariston tuottamasta jännitteestä. Tällainen arvo tekee erityisen vaikeaksi erottaa todellinen fysikaalinen vaikutus mahdollisista kokeellisista artefakteista, kuten häiriövirroista tai jäähtymisvaihteluista.Useat tutkijat ovat jo ilmaisseet epäilyksensä tulosten tulkinnasta. Rinke Wijngaarden, fyysikko Amsterdamin vapaasta yliopistosta, korostaa, että hänen omat yrityksensä toistaa ilmiö vuonna 2018 eivät tuottaneet mitään päätöksentekokelpoisia tuloksia. Näiden epävarmuuksien poistamiseksi tutkijoiden on toistettava kokeita useissa eri olosuhteissa (leveysaste, korkeus, vuorokauden aika) ja parannettava mittauslaitteiden herkkyyttä. Tieteellinen yhteisö korostaa erityisesti muiden laboratorioiden itsenäisen toistamisen tarpeellisuutta, joka on ainoa luotettavuuden tae näin kiistanalaiselle löydölle.
Vaikka fyysisen periaatteen pätevyys myönnettäisiin, sen käytännön soveltaminen ei olisi helppoa. Tutkijat arvioivat, että laitteiston tehokkuuden tulisi kasvaa merkittävästi, jotta saataisiin käyttökelpoista tehoa. Nykyiset yhtälöt eivät kuitenkaan takaa, että tämä olisi mahdollista olemassa olevilla materiaaleilla. Lisäksi laajamittainen hyödyntäminen herättäisi eettisiä ja ympäristöllisiä kysymyksiä: energia, joka tuotettaisiin suoraan maapallon pyörimisestä, mutta jos haluaisimme tuottaa tarpeeksi sähköä koko planeetan tarpeisiin, tämä menetelmä vaikuttaisi... hidastavan tätä pyörimistä (noin 7 millisekuntia vuosisadassa ensimmäisten laskelmien mukaan)!
Nykyisten tietojen valossa tämä tutkimuslinja pysyy siis pääasiassa teoreettisena. Kuten Christopher Chyba itse varovaisesti myöntää, "yhtälömme osoittavat, kuinka tällainen kehitys voisi toteutua, mutta se on hyvin eri asia kuin osoittaa sen toteutettavuus". Tulevat vuodet näyttävät, voiko tämä innovatiivinen lähestymistapa ylittää tieteellisen uteliaisuuden vai voiko se muuttua todelliseksi vaihtoehtoiseksi energialähteeksi, vai päätyykö se kauniiden, fyysisesti mahdollisten mutta teknologisesti hyödyntämättömien ideoiden luetteloon.