Bez názvu

5. října 1998 časopis Physical Review Letters publikoval ve svém svazku 81 článek s názvem:

Indikace z dat sond Pioneer 10/11, Galileo a Ulysses na zjevnou anomální, slabou, dlouhodobou akceleraci.

John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau,
Anthony S. Liu, Michael Martin Nieto a Slava G. Tuyshev

.....Odkaz
: Čísla PACS: 04.80.-y, 95.Eg, 95.55.Pe

.....Níže
je abstrakt, nejprve v angličtině, poté jeho překlad do francouzštiny:

Pioneer X

.....Následuje
shrnutí článku s několika úryvky.

....Průzkum
vzdálených planet začal v roce 1972 vypuštěním sondy Pioneer 10, následované sondou Pioneer 11 v roce 1973. Po využití gravitačního praku při průletu kolem Jupiteru a Saturnu nabraly obě sondy hyperbolické dráhy, které jim umožňují opustit sluneční soustavu. Ačkoli sonda Pioneer 10 stále vysílá signály, NASA oficiálně ukončila tuto misi 31. března 1997, když byla sonda ve vzdálenosti 67 astronomických jednotek od Slunce. Radiový systém sondy Pioneer 11 se odmlčel 1. října 1990, když byla tato druhá sonda ve vzdálenosti 30 astronomických jednotek od Slunce. Nicméně díky své vynikající stabilizaci rotací jsou tyto sondy velmi vhodnými přístroji pro dynamické studie. Měření zrychlení (vlastně zpomalení) lze provádět s přesností ~ 10-10 cm/s2, pokud jsou měření rozložena do pěti dnů. Trajektorie těchto dvou sond byly tedy analyzovány v JPL (Jet Propulsion Laboratory) v oddělení DSN (Deep Space Network). Při tomto typu analýzy se samozřejmě zohledňovaly poruchy způsobené planetami, tlak záření, vliv mezihvězdného prostředí a efekty obecné relativity. Stručně řečeno, byla přijata všechna opatření k získání výsledku analýzy, který vylučuje všechny známé příčiny odchylek od jednoduché keplerovské dráhy. Od roku 1980, kdy bylo možné zanedbat vliv tlaku záření (klesajícího s r-2), který ve vzdálenosti 20 astronomických jednotek způsobuje zrychlení menší než 5 x 10-8 cm/s2, analýzy ukázaly anomální složku zpomalení, „zrychlení směřující ke Slunci“ (použijeme-li termín z článku) s typickou hodnotou: (8 ± 3) 10-8 cm/s2. Uvažovali jsme, že tento efekt může být způsoben:

• gravitačním polem Kuiperova pásu
• gravitačním polem galaxie
• chybami v efemeridách
• typickými chybami v určování polohy Země
• jevy precese a nutace.

....Ale
žádná z těchto „sil“ nedokázala takový efekt vysvětlit: chyběly tři řády velikosti. Dále jsme předpokládali, že jev může být způsoben poklesem výkonu elektrických generátorů, plutoniem. Tato příčina však byla vyloučena, protože by se v takovém případě jev měnil v čase v závislosti na poklesu výkonu těchto palubních zdrojů elektřiny. Došli jsme tedy k závěru, že sondy podléhají zrychlení směřujícímu ke Slunci o velikosti:

....- ( 8.09
± 0.20 ) 10-8 cm/s2 pro Pioneer 10
....- ( 8.56 ± 0.15
) 10-8 cm/s2 pro Pioneer 11

....Tyto hodnoty
se neměnily, s citlivostí 2 x 10-8 cm/s2, v rozsahu vzdáleností od 40 do 60 astronomických jednotek. Napadlo nás, že by šlo o efekt odporu prostředí, o působení viskozity okolního prostředí, úměrné rychlosti sond. To však bylo málo pravděpodobné, protože trajektorie těchto dvou sond se dost liší od radiální dráhy vzhledem ke Slunci.

...Rozšířili
jsme tedy naše analýzy na dvě další sondy: Galileo a sondu Ulysses, jejíž dráha leží mimo rovinu ekliptiky. Bylo k dispozici obrovské množství dat týkajících se měření pomocí Dopplerova jevu. Brzy se ukázalo, že z dat spojených se sondou Galileo nelze nic získat, a to kvůli zanedbatelnému efektu tlaku záření spojeného se Sluncem. Naopak analýza dat týkajících se sondy Ulysses odhalila zrychlení neznámého původu, stále směřující ke Slunci, o velikosti:

...- (
12 ± 3 ) 10-8 cm/s2

...Protože
jsme tento jev pozorovali i u třetího tělesa, domnívali jsme se, že by mohlo jít o chybu související s použitým kódem. Změnili jsme tedy analytický nástroj a použili CHASMP (Compact High Accuracy Motion Program): žádná změna. Došlo nás to k úvaze, že atomové hodiny mohou „driftovat v čase“ nebo dokonce poskytovat různé hodnoty v různých místech na Zemi (...).

...Přitom
u sondy Galileo jsme znovu objevili stejný jev ( 8 ± 3 ) 10-8 cm/s2: Ale blízkost Slunce způsobila, že tato hodnota byla prakticky rovna hodnotě plynoucí z efektu tlaku záření (který mohl být u sond Pioneer 10, Pioneer 11 a Ulysses zcela zanedbán).

...Dále
jsme uvažovali o neznámé interakci mezi fotony z vln a slunečním větrem (...). Diskuse se poté soustředily na budoucí mise, jako jsou „Pluto Express“ a „Solar Probe“.

..Ptali
jsme se, zda by tento efekt nemohl být připisován přítomnosti temné hmoty ve sluneční soustavě, ale taková interpretace implikovala přítomnost množství temné hmoty většího než 3 x 10-4 slunečních hmotností. To by však bylo v rozporu se spolehlivostí přesnosti efemerid založených na viditelné hmotě. Víme, že cizí hmota o dva řády velikosti menší by stačila k vytvoření pozorovatelných poruch, a to i pro objekty tak vzdálené jako Uran. Stopa temné hmoty musela být tedy opuštěna, stejně jako hypotéza roje „hmotných neutrin“.

...Pak
jsme uvažovali o modifikaci gravitačního potenciálu s přihlédnutím k přidání Yukawovy síly. Odkaz je:

..M.M
Nieto and T Goldman, Phys. Rev. Rep. 205 , 221 (1991) ; 216 ,
343 (1992).

..Gravitační
potenciál pak vypadá takto:

l je dosah této nové síly. Tento typ modelu vede ke konstantnímu zrychlení:

kde a1 je newtonovské zrychlení ve vzdálenosti r1 = jedna astronomická jednotka. Uvažovali jsme také další modely, kde je Newtonův zákon modifikován. Nicméně tato modifikace Newtonova zákona by měla mít vliv na oběžné dráhy planet sluneční soustavy. Pro planety jako Mars jsou sondy typu Viking schopny detekovat změny oběžných parametrů řádu stovek metrů. Kombinací efektů, kterým by podléhaly jak Mars, tak Země, by přesnost měření byla 150 metrů. Jenže:

The Pioneer effect is not seen.... a large error here would
cause inconsistencies withe the overall planetary ephemeris.

Překlad: „Efekt Pioneer se neprojevuje.... tak velká chyba by byla v rozporu s daty planetárních efemerid“.

...Důsledek:
pokud by tato modifikace Newtonova zákona měla vliv na trajektorie Marsu a Země (a tedy by měla ambici univerzálnosti), omezení daná přesností měření sond Viking znamenají, že efekt by měl být menší než 0.1 x 10-8 cm/s2 .

..*.*Consequently,
if the anomalous radial acceleration acting on spinning spacecraft is gravitational
in origin, it is not universal. That is, it must affect bodies in the 1000 kg
range more than bodies of planetary size by a factort 100 or more. This would
be a strange violation of the Equivalence Principle.

Překlad: V důsledku toho, pokud by anomální radiální zrychlení zjištěné u rotujících sond mělo gravitační původ, neodpovídal by efekt nové univerzální zákonitosti. To by totiž znamenalo, že by tento efekt byl pro objekty o hmotnosti řádově tuny větší než pro objekty o hmotnosti planet, a to asi stonásobně.

...Mimochodem,
poznamenejme, že data ze sondy Viking byla analyzována také s druhým kódem (CHASMP), o kterém jsme již hovořili výše.

...Závěr
článku: příčina tohoto efektu zůstává zatím naprostou záhadou. Samozřejmě nás láká se ptát, zda by takový slabý, avšak dokonale měřitelný efekt nemohl být způsoben odpudivým působením prostředí dvojité hmoty, která má tendenci se ve všech měřítkách vnikat všude tam, kde hmota chybí. Podle mého modelu by „mezihvězdné vakuum“ obsahovalo (v přilehlém vesmíru vzhledem k našemu) hustotu dvojité hmoty mnohem vyšší než hustota velmi zředěné hmoty. Systematická studie, modelování a počítačové simulace by tvořily velmi hezké téma pro disertační práci. Bohužel chudák doktorand, který by se do takových vod pustil, by okamžitě a definitivně ztratil svou výzkumnou kariéru.

Rémy Chauvin je autorem věty, která poslouží jako závěr:

...Když se člověk chce
něčeho chopit, má okamžitě proti sobě:

...........- Lidé, kteří dělají
totéž

...........- Ty, kteří dělají
opak

...........- Ty, kteří nedělají
nic.

Poznámka na okraj: Mohlo by se myslet (detail, který nebyl v článku zmíněn), že tento efekt anomálního zrychlení souvisí s „efektem kosmologické konstanty“. Ale protože pozorovaný efekt působí ve smyslu zpomalení, měli bychom mluvit o „přitažlivé síle vakua“. Dále by tento efekt měl růst se vzdáleností. Jenže sondy Pioneer, nebo alespoň jedna z nich, jsou asi 60 astronomických jednotek, tedy 1013 metrů od Slunce. Pokud umístíme (průměrnou) dráhu Pluta do pěti miliard km, tedy 5 x 1012 metrů, vidíme, že tyto sondy, z nichž nejstarší byla vypuštěna v roce 1972, se nacházejí ve vzdálenosti dvojnásobku průměru sluneční soustavy. Naopak sonda Ulysses, která šplhá kosmem mimo rovinu ekliptiky, se vyšplhá pouze na tři sta milionů km, tedy na desetinu dráhy Uranu, nebo šestinu dráhy Pluta. Ulysses je tedy mnohem blíže ke Slunci. Přitom anomálie zrychlení zjištěná u sondy Ulysses je 12 x 10-8 cm/s2, tedy 1,4krát větší než anomálie zaznamenané u sond Pioneer. To tedy zdánlivě vylučuje stopu „kosmologické konstanty“.

...Co na efekt související s prostředím odpudivé dvojité hmoty? V tomto pojetí, protože hmota a dvojitá hmota se navzájem odpuzují, tam, kde dominuje jedna, druhá chybí, a naopak. V schématu, které jsem naznačil, by se velké shluky dvojité hmoty nacházely ve středu „velkých prázdnot“ tvořících velkorozměrnou strukturu vesmíru (VLS). Hmota by se pak uspořádávala v blízkosti struktur připomínajících „spojené mýdlové bubliny“, přičemž kupy galaxií jsou body spojení tří ploch. V těchto „deskách“: galaxie, koupající se v prostředí teplé dvojité hmoty, strukturované jakýmsi způsobem jako gruyér, přičemž galaxie jsou zahnízděny v dutinách. Ale vše toto zůstává schematické. Dvojitá hmota má tendenci se vnikat všude, kde může. Galaxie není rovnoměrné rozložení hmoty. Ve vztahu ke hvězdným populacím jsou to drobná zrnka hmoty obývající obrovské prázdnoty. V těchto prázdnotách jsou sice oblaka mezihvězdného plynu. Ale hmota není všudypřítomná. Tam, kde je v zředěném stavu, dvojitá hmota se vniká. Můžeme si tedy představit, že mezihvězdný prostor může obsahovat dvojitou hmotu o nízké hustotě. Ta přispívá k „uzavření“ systému, ale minimálně. Sluneční soustava může být z hlediska gravitace v prvním řádu znázorněna jako bodová hmota: hmota Slunce, tedy 2 x 1030 kilogramů. Vzhledem k této hmotě jsou planety pouze malými poruchovými objekty. Důsledkem je, že pokud existuje rozložení dvojité hmoty, mělo by v prvním řádu rozložení s téměř sférickou symetrií. Mezi hvězdami, daleko od Slunce, by tato dvojitá hmota měla téměř konstantní hustotu r*, která by klesala při přiblížení ke Slunci. Právě tato dutina, která má uzavírající efekt, by zpomalovala kosmické sondy. Toto rozložení by bylo třeba vyhodnotit pomocí numerických simulací a zjistit, zda by taková interpretace byla slučitelná s přesností efemerid.

Počítadlo inicializováno 12. prosince 2001. Počet návštěv: