دانشمندان به دنبال تولید برق از پدیده‌ای که حتی فکرش را هم نمی‌کنید؛ چرخش زمین!

آیا می‌توان از حرکت طبیعی زمین برای تولید انرژی پاک استفاده کرد؟ گروهی از پژوهشگران آمریکایی ادعا می‌کنند که این امکان وجود دارد. آن‌ها موفق شده‌اند طبق پیش‌بینی‌های خود، ولتاژی ناچیز اما قابل اندازه‌گیری را از چرخش زمین در میدان مغناطیسی آن استخراج کنند. این کشف، در صورت توسعه و مقیاس‌پذیری، می‌تواند مسیر جدیدی برای تولید برق، در کنار روش‌های پاک دیگر مانند انرژی جزر و مدی، خورشیدی، بادی و زمین‌گرمایی ایجاد کند.

تصور کنید روزی بتوانیم از رقص آرام و بی‌وقفه زمین در فضا، انرژی پاک و بی‌پایان برداشت کنیم؛ ایده‌ای که شاید تا همین چند وقت پیش بیشتر به داستان‌های علمی-تخیلی شباهت داشت تا واقعیت.

بنابر گزارشی که ScienceAlert منتشر کرده، گروهی سه‌نفره از پژوهشگران آمریکایی با آزمایشی شگفت‌انگیز ادعا کرده‌اند که می‌توان از حرکت طبیعی سیاره‌مان، یعنی چرخش آن در میدان مغناطیسی خودش، برق تولید کرد.

هرچند ولتاژ به‌دست‌آمده در این آزمایش بسیار ناچیز است، اما این کشف می‌تواند دریچه‌ای تازه به سوی روش‌های نوین تولید انرژی باز کند؛ روشی که در کنار انرژی جزر و مد، خورشیدی، بادی و زمین‌گرمایی، از پویایی‌های سیاره ما بهره می‌گیرد.

چالشی که منجر به کشف جدید شد

در سال ۲۰۱۶، کریستوفر چیبا، اخترفیزیک‌دان دانشگاه پرینستون و کوین هَند، دانشمند سیاره‌شناس آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا (JPL)، با ارائه یک استدلال نظری اعلام کردند که چنین کاری اصولاً غیرممکن است. اما حالا همین دو نفر به همراه توماس چیبا از شرکت Spectral Sensor Solutions، با شواهد تجربی نشان داده‌اند که اگر شکل و ویژگی‌های ماده رسانا در آزمایش به‌دقت تنظیم شود، این ایده نه‌تنها ممکن، بلکه عملی است.

استوانه انرژی‌بخش؛ کلید کشف جدید

پژوهشگران برای این آزمایش از یک استوانه سفارشی استفاده کردند که به‌طور خاص برای برداشت برق طراحی شده بود. آن‌ها در مقاله اخیر خود نوشته‌اند:

این سامانه نمایشی کوچک، ولتاژ و جریان DC پایداری در حد پیش‌بینی‌شده (هرچند اندک) تولید می‌کند.

در اوایل قرن بیستم، ساموئل بارنت، فیزیک‌دان آمریکایی، معمای قدیمی عدم چرخش میدان مغناطیسی نسبت به الکترومغناطیس متحرکش را حل کرد. طبق نظریه، تفاوت سرعت بین میدان و آهن‌ربا باید ولتاژی ایجاد کند، اما استدلال‌هایی مثل آنچه چیبا و هند در مقاله ۲۰۱۶ خود مطرح کردند، نشان می‌داد این اتفاق نمی‌افتد. دلیل ادعای این دو دوست عزیز داستان ما هم ظاهراً بسیار مستدل و منطقی به نظر می‌آمد: «الکترون‌هایی که تحت تأثیر میدان مغناطیسی زمین جابه‌جا می‌شدند، به‌سرعت خود را بازآرایی می‌کردند و هرگونه اختلاف بار را خنثی می‌کردند».

با این حال، این استدلال بر پایه چند فرض بود که پژوهشگران تصمیم گرفتند با شرایطی خاص آن‌ها را به چالش بکشند.

برای آزمایش، آن‌ها استوانه‌ای توخالی به طول ۲۹.۹ سانتی‌متر (تقریباً یک فوت) از جنس فریت منگنز-روی ساختند؛ ماده‌ای که به دلیل ویژگی‌هایش، هدایت مغناطیسی را تسهیل می‌کند و میدان‌های مغناطیسی در آن کمتر محدود می‌شوند. این استوانه در آزمایشگاهی کاملاً تاریک و بدون پنجره قرار گرفت تا تداخل نوری به حداقل برسد و زاویه آن طوری تنظیم شد که نسبت به محور چرخش زمین و میدان مغناطیسی‌اش عمود باشد.

پس از اندازه‌گیری‌های دقیق، ولتاژی معادل ۱۸ میکروولت از طرح جدید ثبت شد. البته چیبا و تیمش گزارش داده‌اند که این ولتاژ اندک وقتی استوانه‌های دیگری جایگزین شدند یا زاویه همان استوانه تغییر کرد، از بین رفت؛ نشانه‌ای که تأیید می‌کند این انرژی از چرخش زمین به دست آمده است. کریستوفر چیبا در این زمینه می‌گوید:

این دستگاه به نظر می‌رسد نتیجه‌گیری قبلی را نقض می‌کند که هیچ رسانایی در حالت سکون نسبت به سطح زمین نمی‌تواند از میدان مغناطیسی آن انرژی تولید کند.

قدم بعدی: تأیید یا رد نتایج توسط دیگر پژوهشگران

پژوهشگران همین واکنش را در مکان دیگری، این بار در یک ساختمان مسکونی به جای آزمایشگاه، مشاهده کردند. این یافته‌ها هیجان‌انگیز و امیدوارکننده‌اند، اما هنوز نباید بیش از حد هیجان‌زده شویم زیرا خود پژوهشگران هم با احتیاط به موضوع نگاه می‌کنند.

همانطور که عنوان شد در این طرح، مقدار الکتریسیته تولیدشده بسیار ناچیز بوده و آزمایش در شرایطی بسیار خاص انجام شده است. چیبا توضیح می‌دهد:

هر دو مقاله [۲۰۱۶ و ۲۰۲۵] درباره امکان افزایش مقیاس این روش صحبت کرده‌اند، اما هیچ‌کدام از این‌ها هنوز نشان داده نشده و شاید اصلاً عملی نباشد. در هر صورت، قدم بعدی این است که یک گروه مستقل با سیستمی مشابه، نتایج ما را تأیید یا رد کند.

این پژوهش در نشریه Physical Review Research منتشر شده و می‌توانید برای کسب اطلاعات بیشتر به آن مراجعه کنید.