Mögliche Theorien
Die Flugfähigkeit des Lifters kann z.T. mithilfe des Coulomb’schen Gesetzes (Wirkung auf Ionen) und der Impulserhaltung erklärt werden. Welche weiteren Einflüsse an dieser Kraftwirkung beteiligt sind, ist nicht endgültig geklärt. Es gibt zahlreiche pseudowissenschaftliche Texte, die die Flugfähigkeit des Lifters mit „Antigravitation“ oder anderen, der klassischen Physik widersprechenden, Phänomenen erklären [1]. Deshalb werden im Nachfolgenden mehrere Theorien aufgeführt und auf ihre Plausibilität bewertet. Die Ansätze sind nach ihrer Plausibilität sortiert.
Abstoßung von trägen Ionen
Durch die unterschiedliche Ausführung der Elektroden entsteht besonders unterhalb des positiven Pols eine hohe elektrische Feldstärke. Es trennen sich Elektronen aus der äußersten Schale (Außenelektronen) der Atome und es bilden sich ionisierte Luftmoleküle.
Bild 1 Darstellung der prinzipiellen Verteilung der Ionen kurz nach dem Anlegen der Hochspannung
Während die Elektronen von der, in der Nähe befindlichen, positiven Elektrode direkt absorbiert werden, müssen sich die positiv geladenen Ionen erst zur negativen Elektrode bewegen. Zudem haben sie eine deutlich höhere Masse und Trägheit als die abgegebenen Elektronen, wodurch sie sich vergleichsweise langsam bewegen. In direkter Umgebung der oberen, positiven Elektrode befinden sich nur noch positiv geladene Ionen. Gemäß dem Coulomb’schen Gesetz wirkt eine abstoßende Kraft zwischen gleichnamigen Ladungen. Der Lifter stößt sich sozusagen von den Ionen ab. Es handelt sich hierbei also um eine elektrostatische Kraft.
Bewertung
Diese Theorie wird in Quelle [5] mithilfe einer Rechnung theoretisch belegt. Basierend auf den Ergebnissen dieser Rechnung verursacht dieser Effekt den größten Anteil der Schubkraft. Zudem basiert sie auf den Grundgesetzen der heutigen Physik. Hierbei handelt es sich um eine plausible Theorie.
Aufgrund der Tatsache, dass der Lifter während des Vakuumversuchs nicht flog, erscheint dieser Erklärungsansatz durchaus plausibel.
Ionenwind (Impulserhaltung / drittes Newton’sches Axiom)
Durch die unterschiedliche Ausführung der Elektroden entsteht besonders unterhalb des positiven Pols eine hohe elektrische Feldstärke. Es trennen sich Elektronen aus der äußersten Schale (Außenelektronen) der Atome und es bilden sich ionisierte Luftmoleküle. Die ionisierten, positiv geladenen Luftmoleküle werden gemäß [2], [5] vom gleichnamigen Pol abgestoßen und zum negativen Pol beschleunigt (vgl. 1.). Die abstoßende Kraft der Anode auf die Ionen drückt den Lifter, gemäß dem 3. Newton’schen Axiom „Actio = Reactio“, nach oben. Auf dem Weg zur Kathode kollidieren die positiv geladenen Ionen mit neutralen Luftmolekülen und geben einen Teil ihres Impulses ab. Sie werden ständig gebremst und wieder beschleunigt. Treffen alle Ionen auf die untere Elektrode, dann geben sie den restlichen Impuls ab und werden wieder neutralisiert. Durch das Auftreffen auf die Kathode verursachen sie eine Kraftwirkung nach unten. Da ein großer Teil der Energie durch die zahlreichen Kollisionen bereits abgegeben wurde, ist die Kraft, die nach unten wirkt, geringer ist als die Kraft, die nach oben wirkt. Somit wirkt in Summe eine Kraft nach oben, die für den Auftrieb des Lifters sorgt.
Würde man den Lifter im perfekten Vakuum betreiben, würden keine Ionen mehr entstehen. Da ein perfektes Vakuum nicht realisierbar ist, existieren noch einige wenige Ionen. Diese würden auf dem Weg zur negativen Elektrode wahrscheinlich mit keinem neutralen Teilchen wechselwirken. Die nach oben und die nach unten gerichteten Kräfte würden sich gegenseitig aufheben.
Bei der Kollision mit neutralen Teilchen geben die Ionen einen Impuls ab und verursachen eine Bewegung der neutralen Teilchen nach unten. Diese werden nicht von der negativen Elektrode angezogen und behalten ihre Bahn bei. Die Teilchen können als Luftzug unterhalb des Lifters wahrgenommen werden [2].
Bewertung
Die erzeugte Schubkraft ist nach [5] zu gering, um den Auftrieb des Lifters vollständig zu erklären. Dennoch liegt dieser Theorie ein korrekter physikalischer Ansatz zu Grunde, der auf den Gesetzen der Physik basiert. Die Berechnung laut [5] ist nachvollziehbar und würde diesen Effekt bestätigen.
Aufgrund der Tatsache, dass der Lifter während des Vakuumversuchs nicht flog, erscheint dieser Erklärungsansatz durchaus plausibel.
Biefeld-Brown-Effekt
Bereits in den 1920er Jahren kam T. Townsend Brown zur Erkenntnis, dass sich durch Anlegen einer Hochspannung an einen asymmetrischen Kondensator eine Kraftasymmetrie in Richtung der positiv geladenen Elektrode ergibt.
Bild 2 Darstellung des prinzipiellen Verlaufs der elektrischen Feldlinien zwischen zwei asymmetrischen Elektroden und der resultierenden Kraftwirkung F
Zusammen mit Dr. P. Alfred Biefeld untersuchte T. Townsend Brown 1923 den oben beschriebenen Effekt, der heute als „Biefeld-Brown-Effekt“ bekannt ist.
Der Beweis dieses Effekts wurde 2003 von der NASA geliefert und dokumentiert [4]. In einem technischen Vakuum wurde eine Hochspannung an einen asymmetrischen Kondensator gelegt. Dieser war drehbar gelagert. Auftretende Kräfte wurden mithilfe von Torsionswaagen gemessen. Bei angelegter Hochspannung trat eine Kraftwirkung in Richtung der positiven Elektrode auf. Sank die Spannung wieder auf 0 V, so nahm der Kondensator seine ursprüngliche Position ein.
Bild 3 Prinzipieller Versuchsaufbau zum Nachweis des Biefeld-Brown-Effektes nach [3]
Die Ionenwind-Theorie reicht als Erklärung für den Lifterauftrieb aus. Der Versuch zeigt, dass sie nicht vollständig ist, da der Ionenwind nur in ionisierbarem Gas (z.B. Luft) auftritt. Wegen der Wechselwirkung mit den Teilchen der Luft tritt der hier genannte Biefeld-Brown-Effekt nur im Vakuum in seiner Reinheit auf [3].
Bewertung
Es gibt keine Erklärung für das auftretende Phänomen, jedoch wurde dessen Existenz von der NASA belegt. Ein von uns durchgeführter Vakuumversuch zeigt, dass dieser Effekt nicht ausreicht, um den Lifter anzuheben.
Elektrogravitation
Der Begriff der Elektrogravitation beschäftigt sich mit dem Einfluss von elektrischen oder elektromagnetischen Feldern auf die Gravitation. In vielen Quellen wird Elektrogravitation als synonym für den Biefeld-Brown-Effekt verwendet [3].
In Quelle [7] wird der Effekt näher beschrieben. Demnach entstehen in der Nähe des Flugobjektes starke elektrische und magnetische Felder. Das starke E-Feld erzeugt einerseits seitlich des Flugobjektes ein Plasmaschild und sorgt andererseits für eine Störung des Gravitationsfeldes in nächster Umgebung. Während des Abhebens des Lifters, vergleichbar mit dem Abheben eines Hubschraubers, existiert ein nach unten gerichteter Materiefluss. Die auftreibende Kraft nimmt mit steigender Höhe zu, weswegen die Beschleunigung nach oben sehr stark sein kann. Aufgrund der starken Ionisation der Luft entsteht Ozon. Zudem ist ein Glimmen rund um den Lifter zu erkennen. Während des Abhebens und des Landens tritt ein summendes und veränderliches Geräusch auf. Eine geringe elektrische Leistung ist für den grundlegenden Effekt notwendig. Je größer die Masse des Lifters, desto mehr elektrische Leistung wird benötigt.
Bewertung
Bis heute gibt es weder einen Beweis für die Existenz noch eine Erklärung dieses Effektes. Seit Einsteins Relativitätstheorie weiß man aber, dass jegliche Form von Energie, d.h. auch elektrische und magnetische Felder, ein Gravitationsfeld erzeugen. In einer TV-Sendung namens Mythbusters [13] wurde die Gravitation in nächster Umgebung des Lifters gemessen. Eine Veränderung des Gravitationsfeldes war zumindest nicht messbar, da die erzeugten Gravitationsfelder zu schwach sind. Das Glimmen ist in keiner Versuchsreihe aufgetreten. Falls die Glimmentladung unter anderen Bedingungen auftreten sollte, ist die Entstehung von Ozon möglich.
Thermische Emission geladener Teilchen
Gemäß [6] lösen sich geladene Metallpartikel aufgrund der Hitzeentwicklung von der Oberfläche der oberen, dünneren Elektrode und werden zur negativen Elektrode beschleunigt. Aus der thermischen Geschwindigkeit bei glühender Elektrode wird ein Massenfluss berechnet. Aus der benötigten Auftriebskraft und der Partikelgeschwindigkeit wird der benötigte Massenabtrag pro Sekunde von der oberen Elektrode berechnet. Dieser liegt bei ca. 15 mg pro Sekunde.
Ähnlich wie unter 2. wirken Kräfte in vertikaler Richtung auf den Lifter. Die Kraft nach unten ist aufgrund einiger Kollisionen kleiner als die entgegengesetzte Kraft. In Summe entsteht eine Kraft nach oben (vgl. 2.).
Bewertung
Der Theorie zufolge wäre das Material nach kurzer Zeit nicht mehr vorhanden. Bei den durchgeführten Versuchen trat jedoch keine Abnutzung der Elektroden auf, daher kann die Theorie verworfen werden. Auch wurde an keiner der Elektroden eine überhöhte Temperatur festgestellt, die für das Herauslösen von Teilchen notwendig ist.
Polarisation zwischen Erdoberfläche und Ionosphäre
Eine natürlich existierende Polarisation zwischen Erdoberfläche und Ionosphäre wird in [12] erwähnt. In dem entstehenden E-Feld erfährt ein eingebrachter Dipol eine Kraftwirkung.
Bewertung
Da der Lifter auch bei Umkehrung der Polarität der Elektroden abhebt [12], ist anzunehmen, dass die Kraftwirkung so gering ist, dass sie eine eher untergeordnete Rolle spielt.
Antigravitation
Der Begriff der Antigravitation beschäftigt sich mit einer Kraft, die der Gravitation entgegenwirkt oder sie vollständig aufhebt [10]. In Quelle [7] wird der Effekt beschrieben.
Demnach wirkt die Hülle des Lifters als Schild gegen das Gravitationsfeld. Dieser Effekt tritt ober-, als auch unterhalb des Lifters auf und schottet das umgebende Medium vollkommen vom Flugobjekt ab. Der Lifter erscheint vollkommen dunkel bzw. transluzent, sodass er zu verschwinden scheint, aufgrund der Veränderung des Brechungs-Indexes des umgebenden Mediums. Durch die örtliche Änderung des Gravitationsfeldes können sich in der Nähe befindliche Objekte in Bewegung setzen. Zusätzlich entsteht u.U. eine Beeinflussung der Zeit in der Nähe des Lifters, aufgrund der lokalen Verzerrung der Raumzeit.
Eine Menge elektrischer Leistung, die unabhängig von der Masse des Lifters ist, wird benötigt, um diesen Effekt zu bewirken.
Bewertung
Der Autor liefert keinen Beweis für die aufgeführten Erscheinungen. Bis heute gibt es weder einen Beweis für die Existenz noch eine Erklärung dieses Effektes. Dieser Effekt ließ sich während unserer Versuchsdurchführungen nicht nachweisen. Mit dem heutigen Wissensstand lässt sich dieser Effekt weder be- noch widerlegen. Unter Wissenschaftlern gibt es aber immerhin große Zweifel an der Theorie der Antigravitation. Wie unter 4. zeigt [13] keine messbare Veränderung des Gravitationsfeldes.
Fazit
Bei unserer Recherche sind die Theorien „Abstoßung von trägen Ionen“, „ Ionenwind“ und der „Biefeld-Brown-Effekt“ am häufigsten aufgetreten und verursachen unserer Meinung nach die auftreibende Kraft. Die weiteren Theorien (3.-8.) erscheinen uns nicht plausibel und konnten bisher nicht belegt werden.
Die Anzahl an pseudowissenschaftlichen Erklärungen liegt deutlich unter unseren Erwartungen. Deshalb haben wir zu einigen Theorien nur eine Quelle gefunden. Somit war es nicht möglich, dieselbe Theorie aus unterschiedlichen Quellen inhaltlich miteinander zu vergleichen. Zudem sind manche dieser Quellen auch nicht sorgsam ausgearbeitet. Es bleiben oft Fragen offen. Die Theorien zur „Elektrogravitation“ und zur „Antigravitation“ stammen beispielsweise aus einer E-Mail von J.-L. Naudin an die Lifter-Community. Erscheinungen werden zwar benannt, aber nicht erklärt.