Op 5 oktober 1998 publiceerde het tijdschrift Physical Review Letters, in nummer 81, een artikel getiteld:
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 en Slava G. Tuyshev
.....Referentie: PACS-nummers: 04.80.-y, 95.Eg, 95.55.Pe
.....Hieronder de abstract, eerst in het Engels, en vervolgens de Franse vertaling:
| ...Radio metric data from the Pioneer 10/11, Galileo and Ulysses spacecraft indicate an apparent anomalous, constant, acceleration acting on the spacecraft with a magnitude 8.5 x 10-8 cm/s2, directed towards the Sun. Two independant codes and physical strategies have been used to analyze the data. A number of potential causes have been ruled out. We discuss future kinematic tests and possible origins of the signal. |
| ...Radio-signalen uitgezonden door de sondes Pioneer 10, Pioneer 11 en de sonde Ulysse wijzen op een abnormale versnelling, gericht naar de zon, met een grootte van 8,5 x 10-8 cm/s2. Twee onafhankelijke rekenprogramma's zijn gebruikt om de ontvangen gegevens te analyseren. Sommige mogelijke oorzaken konden worden uitgesloten. Er wordt verwezen naar toekomstige kinematische tests en men vraagt zich af wat de oorsprong van dit verschijnsel is. |
Pioneer X
.....Vervolgens een samenvatting van het artikel met enkele fragmenten.
....De verkenning van de verre planeten begon in 1972 met de lancering van Pioneer 10, gevolgd door Pioneer 11 in 1973. Na het ondergaan van een slingereffect bij het passeren van Jupiter en Saturne, hebben de twee sondes hyperbolische trajecten genomen, waardoor ze het zonnestelsel verlaten. Hoewel Pioneer 10 nog steeds signalen uitzendt, heeft de NASA deze missie officieel beëindigd op 31 maart 1997, toen de sonde op een afstand van 67 astronomische eenheden van de zon was. Het radiosysteem van Pioneer 11 werd op 1 oktober 1990 uitgeschakeld, toen deze tweede sonde op 30 astronomische eenheden van de zon was. Hoe dan ook, dankzij hun uitstekende stabilisatie door rotatie, zijn deze sondes zeer goede instrumenten voor dynamische studies. Versnellingsmetingen (in feite vertragingen) kunnen worden uitgevoerd door metingen over vijf dagen te spreiden, wat leidt tot een beoordelingsnauwkeurigheid van ~ 10-10 cm/s2. De trajecten van deze twee sondes zijn dus geanalyseerd bij het JPL (Jet Propulsion Laboratory), in de afdeling DSN (Deep Space Network). In dit type analyse is uiteraard rekening gehouden met verstoringen door de planeten, stralingsdruk, het effect van het interplanetaire medium en de effecten van de Algemene Relativiteitstheorie. Kortom, alle voorzorgsmaatregelen zijn genomen om een analyseresultaat teobtaining dat alle bekende oorzaken van variaties ten opzichte van een eenvoudige Kepler-baan uitschakelt. Vanaf 1980, toen het effect van de stralingsdruk (die afneemt als r-2) verwaarloosbaar kon worden, wat op 20 astronomische eenheden afstand een versnelling van minder dan 5 x 10-8 cm/s2 induceert, wezen de analyses op een abnormale component van vertraging, een "naar de zon gerichte versnelling" (om de term uit het artikel over te nemen) met een typische waarde van: (8 ± 3) 10-8 cm/s2. We hebben toen overwogen dat dit effect te wijten zou kunnen zijn aan:
- het zwaartekrachtsveld van de Kuipergordel
- het zwaartekrachtsveld van het melkwegstelsel
- fouten in de efemeriden
- standaardfouten in de bepaling van de positie van de Aarde
- precessie- en nutatieverschijnselen.
....Maak geen van deze "krachten" kon een dergelijk effect verklaren: er was een verschil van drie ordegrootten. Men heeft vervolgens gedacht dat het verschijnsel te wijten zou kunnen zijn aan de afname van het vermogen van de elektriciteitsgeneratoren, door plutonium. Maar deze oorzaak werd uitgesloten, want als dit het geval was geweest, zou het verschijnsel in de tijd hebben variërend naargelang de afname van het vermogen van deze boordbronnen. Zo werden we geleid tot de conclusie dat de sondes een naar de zon gerichte versnelling ondergingen van:
....- ( 8.09 ± 0.20 ) 10-8 cm/s2 voor Pioneer 10
....- ( 8.56 ± 0.15 ) 10-8 cm/s2 voor Pioneer 11
....Deze waarden veranderden niet, binnen een gevoeligheid van 2 x 10-8 cm/s2, in een afstandsbereik van 40 tot 60 astronomische eenheden. We dachten toen aan het effect van een sleepkracht, een actie van de viscositeit van het omringende medium, evenredig met de snelheid van de sondes. Maar dit was weinig geloofwaardig aangezien de trajecten van deze twee sondes behoorlijk verschillen van een radiale traject ten opzichte van de Zon.
...We breidden onze analyses toen uit naar twee andere sondes: Galileo en de sonde Ulysse, wiens traject buiten het vlak van de ecliptica ligt. Enorme hoeveelheden gegevens waren beschikbaar, betreffende Doppler-metingen. Het bleek al snel onmogelijk om iets te extraheren uit de gegevens met betrekking tot de sonde Galileo, gezien het niet-verwaarloosbare effect van de stralingsdruk, gerelateerd aan de Zon. Daarentegen onthulde de analyse van de gegevens betreffende Ulysse een versnelling van onbekende oorsprong, altijd gericht naar de Zon, ter waarde van:
...- ( 12 ± 3 ) 10-8 cm/s2
...Het terugvinden van hetzelfde verschijnsel bij dit derde instrument, dachten we toen dat het om een fout zou kunnen gaan die verband hield met de gebruikte code. We hebben dus het analysetool gewisseld door CHASMP (Compact High Accuracy Motion Program) te gebruiken: geen verandering. We werden geleid tot het overwegen dat de atoomklokken "in de tijd zouden kunnen driften" of zelfs verschillende waarden zouden kunnen geven op verschillende punten op de Aarde (...).
...Desondanks werd voor Galileo hetzelfde verschijnsel teruggevonden ( 8 ± 3 ) 10-8 cm/s2: Maar de nabijheid van de zon maakte dat deze waarde praktisch gelijk was aan die afkomstig van het effect van de stralingsdruk (die daarentegen volledig verwaarloosbaar kon worden voor Pioneer 10, Pioneer 11 en Ulysse).
...Men dacht toen aan een onbekende interactie tussen de fotonen afkomstig van de golven en de zonnewind (...). De discussies richtten zich vervolgens op toekomstige missies zoals "Pluto Express" en "Solar Probe".
..We hebben ons afgevraagd of dit effect niet zou kunnen worden toegeschreven aan de aanwezigheid van donkere materie in het zonnestelsel, maar dit type interpretatie impliceerde de aanwezigheid van een hoeveelheid donkere materie groter dan 3 x 10-4 zonnemassa's. Maar dit zou dan de betrouwbaarheid van de nauwkeurigheid van de efemeriden, gebaseerd op de zichtbare massa, tegenspreken. Men zou denken dat een parasitaire massa van twee ordegrootten kleiner voldoende zou zijn om waarneembare verstoringen te creëren, zelfs voor objecten zo ver als Uranus. Het spoor van donkere materie moest dus worden verlaten, evenals de hypothese van een zwerm "massieve neutrino's".
..Men heeft toen overwogen om het zwaartekrachtsvermogen te wijzigen door rekening te houden met de toevoeging van een Yukawa-kracht. De referentie is:
..M.M. Nieto en T. Goldman, Phys. Rev. Rep. 205, 221 (1991); 216, 343 (1992).
..Het zwaartekrachtsvermogen wordt dan:
l is de actieradius van deze nieuwe kracht. Dit type model leidt tot een constante versnelling:
waar a1 de Newtoniaanse versnelling is op de afstand r1 = één astronomische eenheid. We hebben ook andere modellen overwogen waarin de wet van Newton wordt gewijzigd. Desondanks zou deze wijziging van de wet van Newton een invloed moeten hebben op de banen van de planeten in het zonnestelsel. Voor planeten zoals Mars zijn sondes van het Viking-type in staat om variaties in de orbitale parameters van de orde van honderd meter te detecteren. Door de effecten die zowel Mars als de Aarde zouden ondergaan te combineren, zou de meetnauwkeurigheid dan 150 meter zijn. Echter:
The Pioneer effect is not seen.... a large error here would cause inconsistencies with the overall planetary ephemeris.
Vertaling: "Het Pioneer-effect wordt niet teruggevonden.... een fout van deze omvang zou in strijd zijn met de efemeridedata."
...De consequentie: als deze wijziging van de wet van Newton een effect zou hebben op de trajecten van Mars en de Aarde (en dus pretentie van universaliteit had), dan zorgen de beperkingen opgelegd door de meetnauwkeurigheid van Viking ervoor dat het effect kleiner zou moeten zijn dan 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 factor 100 or more. This would be a strange violation of the Equivalence Principle.
Vertaling: Dienovereenkomstig, als de abnormale radiale versnelling die is aangetoond voor sondes die om hun as draaien, een gravitationele oorsprong had, zou het effect niet overeenkomen met een nieuwe universele wet. Dit zou betekenen dat dit effect groter zou blijken voor objecten met een massa van de orde van een ton dan voor objecten zo massief als planeten, en dit met een factor honderd of meer.
...Terloops merken we op dat de Viking-gegevens ook zijn geanalyseerd met een tweede code (CHASMP), zoals eerder vermeld.
...De conclusie van het artikel: de oorzaak van het effect blijft voorlopig een compleet mysterie. Uiteraard wil men zich afvragen of een dergelijk effect, zwak overigens maar perfect meetbaar, niet zou kunnen worden veroorzaakt door het afstotende effect van een omgeving van tweelingmaterie, die de neiging heeft, op alle schalen, overal door te dringen waar materie afwezig is. Volgens mijn model zou het "interstellaire vacuüm" bevatten (in het aangrenzende universum ten opzichte van het onze) een dichtheid van tweelingmaterie die veel hoger is dan de dichtheid van materie die zeer verdunt is geworden. Een systematische studie, een modellering, simulaties op computer zouden een zeer mooi onderwerp voor een proefschrift vormen. Helaas zou de arme doctoraalstudent die zich in dergelijke wateren waagt, zijn onderzoekscarrière onmiddellijk en definitief vernietigd zien worden.
Rémy Chauvin is de auteur van een zin die als conclusie zal dienen:
...Wanneer men iets wil ondernemen, heeft men onmiddellijk tegen zich:
...........- De mensen die hetzelfde doen
...........- Degenen die het tegenovergestelde doen
...........- Degenen die niets doen.
Een terloopse opmerking: Men zou kunnen denken (een detail dat niet in het artikel is vermeld) dat dit abnormale versnellingseffect verband houdt met een "effect van de kosmologische constante". Maar, aangezien het waargenomen effect werkt in de richting van een vertraging, zou men dan moeten spreken van een "aantrekkende kracht van het vacuüm". Aan de andere kant zou dit effect moeten toenemen met de afstand. Echter, de Pioneer-sondes, of op zijn minst een van hen, bevinden zich op ongeveer 60 astronomische eenheden, dat wil zeggen op 1013 meter van de zon. Door de (gemiddelde) baan van Pluto op vijf miljard km te situëren, dat wil zeggen 5 x 1012 meter, zien we dat deze sondes, waarvan de oudste in 1972 werd gelanceerd, zich op twee keer de diameter van het zonnestelsel bevinden. Daarentegen stijgt de sonde Ulysse, die de kosmos beklimt buiten het vlak van de ecliptica, slechts tot driehonderd miljoen km, dat wil zeggen een tiende van de baan van Uranus, of een zesde van de baan van Pluto. Ulysse is dus veel dichter bij de zon. Echter, de abnormale versnelling waargenomen voor Ulysse is 12 x 10-8 cm/s2, dat wil zeggen 1,4 keer groter dan de abnormale waarden voor de Pioneer-sondes. Dit lijkt dus a priori het spoor van de "kosmologische constante" uit te sluiten.
...Wat te denken van een effect dat verband houdt met een omgeving van afstotende tweelingmaterie? In deze optiek, aangezien materie en tweelingmaterie elkaar afstoten, is daar waar de ene domineert, de andere afwezig, en vice versa. In het schema dat ik heb aangegeven, zouden grote conglomeraten van tweelingmaterie zich bevinden in het centrum van de "grote leegtes" die de grootschalige structuur van het universum (VLS) vormen. De materie zou zich dan ordenen in de nabijheid van structuren die doen denken aan "aaneenliggende zeepbellen", waarbij de sterrenstelselgroepen de knooppunten zijn van drie bladen. In deze "bladen": de sterrenstelsels, badend in een omgeving van warme tweelingmaterie, gestructureerd als een soort gruyère-kaas, waarbij de sterrenstelsels in de gaten zijn genesteld. Maar dit alles blijft schematisch. Tweelingmaterie neigt ertoe overal door te dringen waar het kan. Een sterrenstelsel is geen uniforme verdeling van materie. Ten opzichte van de sterrenpopulaties, zijn dit minuscule korrels materie die enorme leegtes bevolken. In deze leegtes, zeker interstellaire gaswolken. Maar materie is niet omnipresent. Waar materie zich in verdunne staat bevindt, dringt tweelingmaterie door. Men kan dus bedenken dat de interstellaire ruimte tweelingmaterie kan bevatten, met een lage dichtheid. Deze levert dan een bijdrage aan het "confinement" van het systeem, maar minimaal. Het zonnestelsel, ten opzichte van de zwaartekracht, kan in eerste benadering worden voorgesteld als een puntmassa: die van de zon, dat wil zeggen 2 x 1030 kg. Ten opzichte van deze massa zijn de planeten slechts kleine verstorende objecten. Dienovereenkomstig, als er een verdeling van tweelingmaterie is, zou deze in eerste benadering een verdeling hebben met een quasi-sferische symmetrie. Tussen de sterren, ver van de Zon, zou deze tweelingmaterie een quasi-constante dichtheid r* hebben, die zou dalen naarmate men de Zon nadert. Deze leegte, die een confinend effect heeft, zou de ruimtesondes afremmen. Deze verdeling zou geëvalueerd moeten worden met behulp van numerieke simulaties en men zou dan moeten zien of een dergelijke interpretatie compatibel zou zijn met de nauwkeurigheid van de efemeriden.
Teller geïnitiaald op 12 december 2001. Aantal consultaties:
