El 5 de octubre de 1998, la revista Physical Review Letters publicó, en su fascículo 81, un artículo titulado:
Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses Data, of an Apparent Anomalous, Weak, Long-Range Acceleration.
John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau, Anthony S. Liu, Michael Martin Nieto y Slava G. Tuyshev
.....Referencia: números PACS: 04.80.-y, 95, Eg, 95.55.Pe
.....A continuación, el resumen, primero en inglés y luego su traducción al francés:
| ...Los datos radiométricos de las sondas Pioneer 10/11, Galileo y Ulysses indican una aparente aceleración anómala y constante que actúa sobre las naves espaciales con una magnitud de 8,5 x 10-8 cm/s2, dirigida hacia el Sol. Se han utilizado dos códigos independientes y dos estrategias físicas para analizar los datos. Se ha descartado una serie de causas potenciales. Discutimos futuros tests cinemáticos y posibles orígenes de la señal. |
| ...Las señales de radio emitidas por las sondas Pioneer 10, Pioneer 11 y por la sonda Ulysses dan cuenta de una aceleración anómala, dirigida hacia el Sol, cuyo orden de magnitud es de 8,5 x 10-8 cm/s2. Se utilizaron dos programas de cálculo independientes para analizar los datos recibidos. Algunas causas potenciales pudieron ser eliminadas. Se evocan futuros tests cinemáticos y se interroga sobre el origen de este fenómeno. |
Pioneer X
.....Sigue un resumen del artículo con algunos extractos.
....La exploración de los planetas lejanos comenzó en el 72 con el lanzamiento de Pioneer 10, seguido por Pioneer 11 en el 73. Tras sufrir un efecto de honda gravitatoria al cruzar Júpiter y Saturno, ambas sondas tomaron trayectorias hiperbólicas que las hacen abandonar el sistema solar. Aunque Pioneer 10 sigue transmitiendo señales, la NASA puso oficialmente fin a esa misión el 31 de marzo de 1997, cuando la sonda se encontraba a una distancia de 67 unidades astronómicas del Sol. El sistema de radio de Pioneer 11, por su parte, se averió el primero de octubre de 1990, cuando esta segunda sonda estaba a 30 unidades astronómicas del Sol. En cualquier caso, debido a su excelente estabilización por rotación, estas sondas son muy buenos aparatos para estudios dinámicos. Pueden efectuarse mediciones de aceleración (en realidad de deceleración), escalonando las medidas a lo largo de cinco días, que conducen a una precisión de evaluación de ~ 10-10 cm/s2. Se analizaron, pues, las trayectorias de ambos ingenios en el JPL (Jet Propulsion Laboratory, en el departamento DSN (Deep Space Network). En este tipo de análisis se tuvo evidentemente en cuenta las perturbaciones debidas a los planetas, la presión de radiación, el efecto del medio interplanetario y los efectos de Relatividad General. En resumen, se tomaron todas las precauciones para obtener un resultado de análisis que elimine todas las causas conocidas de variaciones respecto a una simple trayectoria kepleriana. A partir de 1980, cuando el efecto de la presión de radiación (que decrece en r-2) pudo ser despreciado, el cual inducía, a 20 unidades astronómicas de distancia, una aceleración inferior a 5 x 10-8 cm/s2, los análisis dieron cuenta de una componente anómala de deceleración, de una "aceleración dirigida hacia el Sol" (por retomar el término utilizado en el artículo) cuyo valor típico era: (8 ± 3) 10-8 cm/s2. Consideramos entonces que este efecto podría deberse a:
- al campo de gravedad del cinturón de Kuiper
- al campo de gravedad de la galaxia
- a errores en las efemérides
- a errores típicos en la evaluación de la posición de la Tierra
- a fenómenos de precesión y nutación.
....Pero ninguna de estas "fuerzas" lograba justificar tal efecto: faltaban tres órdenes de magnitud. Se imaginó después que el fenómeno pudiera deberse a la caída de potencia de los generadores de electricidad de plutonio. Pero esta causa fue eliminada, pues de haber sido así, el fenómeno habría variado en el tiempo en función de la caída de potencia de esas fuentes de electricidad de a bordo. Así pues, fuimos conducidos a la conclusión de que las sondas sufrían una aceleración dirigida hacia el Sol de:
....- (8,09 ± 0,20) 10-8 cm/s2 para Pioneer 10
....- (8,56 ± 0,15) 10-8 cm/s2 para Pioneer 11
....Estos valores no se modificaron, hasta una sensibilidad de 2 10-8 cm/s2 en un rango de distancia de 40 a 60 unidades astronómicas. Pensamos entonces en el efecto de una fuerza de arrastre, de una acción de la viscosidad del medio ambiente, proporcional a la velocidad de las sondas. Pero esto apenas era creíble en la medida en que las trayectorias de estas dos sondas son bastante diferentes de una trayectoria radial respecto al Sol.
...Extendimos entonces nuestros análisis a otras dos sondas: Galileo y la sonda Ulysses, cuya trayectoria se sitúa fuera del plano de la eclíptica. Se disponía de enormes cantidades de datos relativos a las mediciones por efecto Doppler. Rápidamente pareció imposible extraer nada de los datos vinculados a la sonda Galileo, dado el efecto no despreciable de la presión de radiación vinculada al Sol. En cambio, el análisis de los datos relativos a Ulysses reveló una aceleración de origen desconocido, siempre dirigida hacia el Sol, que valía:
...- (12 ± 3) 10-8 cm/s2
...Al reencontrar el mismo fenómeno con este tercer ingenio, pensamos entonces que podría tratarse de un error vinculado al código utilizado. Cambiamos, pues, de herramienta de análisis utilizando el CHASMP (Compact High Accuracy Motion Program): ningún cambio. Nos vimos llevados a considerar que los relojes atómicos pudieran "derivar en el tiempo" o incluso dar valores diferentes en diferentes puntos de la Tierra (...).
...Dicho esto, se reencontró para Galileo el mismo fenómeno (8 ± 3) 10-8 cm/s2: pero la proximidad del Sol hacía que entonces este valor fuera prácticamente igual al que resulta del efecto de la presión de radiación (que, en cambio, podía ser totalmente despreciada por Pioneer 10, Pioneer 11 y Ulysses).
...Se pensó después en alguna interacción desconocida entre los fotones procedentes de las ondas y el viento solar (...). Las discusiones versaron luego sobre futuras misiones como "Pluto Express" y "Solar Probe".
..Nos preguntamos si este efecto no podría ser imputable a la presencia de materia oscura en el sistema solar, pero este tipo de interpretación implicaba la presencia de una cantidad de materia oscura superior a 3 10-4 masas solares. Pero ello contradiría entonces la fiabilidad de las precisiones de las efemérides, fundadas en la masa visible. Se sabe que una masa parásita dos órdenes de magnitud inferior bastaría para crear perturbaciones observables, incluso para objetos tan lejanos como Urano. La pista de la materia oscura debió, pues, abandonarse, al igual que la hipótesis de un enjambre de "neutrinos masivos".
..Se consideró entonces modificar el potencial de gravedad teniendo en cuenta la adición de una fuerza de Yukawa. La referencia es:
..M.M Nieto and T Goldman, Phys. Rev. Rep. 205, 221 (1991); 216, 343 (1992).
..El potencial gravitacional se convierte entonces en:
l es el radio de acción de esta nueva fuerza. Este tipo de modelo conduce a una aceleración constante:
donde a1 es la aceleración newtoniana a la distancia r1 = una unidad astronómica. También consideramos otros modelos en los que se modifica la ley de Newton. Dicho esto, esta modificación de la ley de Newton debería entonces influir en las órbitas de los planetas del sistema solar. Para planetas como Marte, sondas del tipo Viking son capaces de detectar variaciones en los parámetros orbitales del orden de cien metros. Combinando los efectos que sufrirían a la vez Marte y la Tierra, la precisión de la medida sería entonces de 150 metros. Ahora bien:
The Pioneer effect is not seen.... a large error here would cause inconsistencies withe the overall planetary ephemeris.
Traducción: "No se reencuentra el efecto Pioneer.... un error tan importante estaría en desacuerdo con los datos de las efemérides".
...La consecuencia: si esta modificación de la ley de Newton tuviera un efecto sobre las trayectorias de Marte y de la Tierra (y por tanto pretendiera universalidad), las restricciones aportadas por la precisión de las medidas de Viking hacen que el efecto debería ser inferior a 0,1 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.
Traducción: En consecuencia, si la aceleración radial anómala puesta de manifiesto para las sondas que giran sobre sí mismas tuviera un origen gravitacional, el efecto no correspondería a una nueva ley universal. En efecto, ello significaría que este efecto resultaría más importante para objetos cuya masa es del orden de una tonelada que para objetos tan masivos como los planetas, y ello en un factor cercano a cien.
...De paso, notemos que los datos de Viking fueron analizados igualmente con un segundo código (CHASMP), ya evocado más arriba.
...La conclusión del artículo: la causa del efecto sigue siendo por el momento un misterio completo. Por supuesto, uno siente entonces la tentación de preguntarse si tal efecto, débil por lo demás aunque perfectamente medible, no podría deberse al efecto repulsivo de un entorno de materia gemela, la cual tiende, a todas las escalas, a infiltrarse por todas partes donde la materia está ausente. Según mi modelo, el "vacío interestelar" contendría (en el universo adyacente respecto al nuestro) una densidad de materia gemela muy superior a la densidad de una materia que se ha vuelto muy enrarecida. Un estudio sistemático, una modelización, simulaciones por ordenador constituirían un tema de tesis muy bonito. Por desgracia, el pobre doctorando que se aventurara en tales aguas vería su carrera de investigador inmediatamente obliterada, definitivamente.
Rémy Chauvin es el autor de una frase que servirá de conclusión:
...Cuando uno quiere emprender algo, tiene inmediatamente en contra suya:
...........- A las personas que hacen lo mismo
...........- A los que hacen lo contrario
...........- A los que no hacen nada.
Una observación de paso: Podría pensarse (detalle que no fue citado en el artículo) que este efecto de aceleración anómalo pudiera estar relacionado con un "efecto de constante cosmológica". Pero, como el efecto constatado juega en el sentido de una deceleración, debería hablarse entonces de "poder atractivo del vacío". Por otra parte, este efecto debería crecer con la distancia. Ahora bien, las sondas Pioneer, o al menos una de ellas, están a unos 60 unidades astronómicas, es decir a 1013 metros del Sol. Situando la órbita (media) de Plutón a cinco mil millones de km, es decir 5 1012 metros, se ve que estas sondas, cuya más antigua fue lanzada en el 72, se sitúan a dos veces el diámetro del sistema solar. En cambio, la sonda Ulysses, que escala el cosmos fuera del plano de la eclíptica, no sube más que a trescientos millones de km, es decir la décima parte de la órbita de Urano, o la sexta parte de la órbita de Plutón. Ulysses está, pues, mucho más cerca del Sol. Ahora bien, la anomalía de aceleración constatada para Ulysses es de 12 10-8 cm/s2, es decir 1,4 veces más importante que las anomalías relevadas para las sondas Pioneer. Esto parece, pues, excluir a priori la pista "constante cosmológica".
...¿Qué hay de un efecto que estaría vinculado a un entorno de materia gemela repulsiva? Desde esta óptica, dado que materia y materia gemela se repelen, allí donde una domina, la otra está ausente, y viceversa. En el esquema que he indicado, grandes conglomerados de materia gemela se situarían en el centro de los "grandes vacíos" que constituyen la estructura a gran escala del universo (VLS). La materia se organizaría entonces en las proximidades de estructuras que evocan "burbujas de jabón contiguas", siendo los cúmulos de galaxias los puntos de unión de tres capas. En estas "placas": las galaxias, bañándose en un entorno de materia gemela caliente, estructurada como una especie de gruyer, estando las galaxias anidadas en las lagunas. Pero todo esto sigue siendo esquemático. La materia gemela tiende a infiltrarse por todas partes donde puede. Una galaxia no es una distribución uniforme de materia. Respecto a las poblaciones estelares, son minúsculos granos de materia que pueblan inmensos vacíos. En estos vacíos, nubes de gas interestelar, ciertamente. Pero la materia no es omnipresente. Allí donde se encuentra en estado enrarecido, la materia gemela se infiltra. Puede, pues, imaginarse que el espacio interestelar pueda contener materia gemela, a baja densidad. Esta aporta entonces una contribución al "confinamiento" del sistema, pero mínima. El sistema solar, respecto a la gravitación, puede en primera aproximación figurarse por una masa puntual: la del Sol, es decir 2 1030 kilos. Respecto a esta masa, los planetas no son más que pequeños objetos perturbadores. En consecuencia, si distribución de materia gemela hay, esta tendría, en primera aproximación, una distribución que posee una simetría casi esférica. Entre las estrellas, lejos del Sol, esta materia gemela tendría una densidad r* casi constante, que caería cuando uno se acerca al Sol. Es esta laguna la que, teniendo un efecto confinante, frenaría las sondas espaciales. Habría que evaluar esta distribución con ayuda de simulaciones numéricas y ver entonces si tal interpretación sería compatible con la precisión de las efemérides.
Contador inicializado el 12 de diciembre de 2001. Número de consultas:
