Физическая аномалия тяги зондов Пионер
5 октября 1998 года журнал Physical Review Letters опубликовал в выпуске 81 статью под названием:
**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 and Slava G. Tuyshev
.....Ссылка: PACS numbers : 04.80.-y,95,Eg,95.55.Pe
.....Вот абстракт, сначала на английском, затем на французском:
Радиолокационные данные с зондов Пионер 10/11, Галилео и Улисса указывают на видимое аномальное, постоянное ускорение, действующее на зонды с величиной 8,5 x 10
см/с
, направленное к Солнцу. Для анализа данных использовались два независимых кода и физические стратегии. Были исключены различные потенциальные причины. Обсуждаются будущие кинематические тесты и возможные источники сигнала.
Радиосигналы, посылаемые зондами Пионер 10, Пионер 11 и Улисс, свидетельствуют об аномальном ускорении, направленном к Солнцу, порядка 8,5 x 10
см/с
. Для анализа данных использовались два независимых программных комплекса. Некоторые потенциальные причины были исключены. Обсуждаются будущие кинематические тесты и возможные источники этого явления.
Пионер Х
.....Следует резюме статьи с некоторыми выдержками.
....Исследование далёких планет началось в 1972 году с запуском Пионер 10, за которым последовал Пионер 11 в 1973 году. После того как оба зонда испытали гравитационный слёт, пересекая Юпитер и Сатурн, они приняли гиперболические траектории, которые позволяют им покинуть Солнечную систему. Хотя Пионер 10 всё ещё передаёт сигналы, НАСА официально завершила эту миссию 31 марта 1997 года, когда зонд находился на расстоянии 67 астрономических единиц от Солнца. Радиосистема Пионера 11 сама по себе вышла из строя 1 октября 1990 года, когда этот второй зонд находился на расстоянии 30 астрономических единиц от Солнца. В любом случае, благодаря своей отличной стабилизации вращением, эти зонды являются отличными приборами для динамических исследований. Измерения ускорения (на самом деле, замедления) могут быть выполнены, распределяя измерения на пять дней, что приводит к точности оценки около 10-10 см/с2. Таким образом, были проанализированы траектории этих двух аппаратов в JPL (Jet Propulsion Laboratory, в отделе DSN (Deep Space Network). В таком анализе, очевидно, были учтены возмущения от планет, давление излучения, эффект межпланетной среды, эффекты Общей теории относительности. Короче говоря, были предприняты все меры предосторожности, чтобы получить результат анализа, исключающий все известные причины изменений по сравнению с простой кеплеровской траекторией. С 1980 года, когда эффект давления излучения (который уменьшается как r-2) мог быть пренебрежен, что при 20 астрономических единицах расстояния приводит к ускорению менее 5 x 10-8 см/с2, анализ показал наличие аномальной компоненты замедления, "ускорения, направленного к Солнцу" (для использования термина, использованного в статье), с типичным значением: (8 ± 3) 10-8 см/с2. Мы тогда рассмотрели возможность, что это явление может быть вызвано:
- полем гравитации пояса Койпера
- полем гравитации галактики
- ошибками в эфемеридах - типичными ошибками в оценке положения Земли
- явлениями прецессии и нутации.
....Но ни одна из этих "сил" не могла объяснить такое явление: разница составляла три порядка величины. Затем мы предположили, что явление может быть вызвано уменьшением мощности электрогенераторов, работающих на плутонии. Но эта причина была исключена, потому что если бы это было так, явление менялось бы со временем в зависимости от уменьшения мощности этих источников энергии на борту. Таким образом, мы пришли к выводу, что зонды испытывают ускорение, направленное к Солнцу:
....- ( 8.09 ± 0.20 ) 10-8 см/с2 для Пионера 10 ....- ( 8.56 ± 0.15 ) 10-8 см/с2 для Пионера 11
....Эти значения не менялись, с чувствительностью 2 10-8 см/с2 в диапазоне расстояний от 40 до 60 астрономических единиц. Мы подумали тогда о воздействии силы сопротивления, действия вязкости окружающей среды, пропорциональной скорости зондов. Но это было маловероятно, потому что траектории этих двух зондов значительно отличаются от радиальной траектории относительно Солнца.
...Мы расширили наши анализы на два других зонда: Галилео и зонд Улисс, траектория которого находится вне плоскости эклиптики. Было доступно огромное количество данных, касающихся измерений по эффекту Доплера. Оказалось, что невозможно извлечь что-либо из данных, связанных с зондом Галилео, из-за значительного эффекта давления излучения, связанного с Солнцем. В то же время анализ данных, касающихся Улисса, выявил неизвестное ускорение, всегда направленное к Солнцу, равное:
...- ( 12 ± 3 ) 10-8 см/с2
...Обнаружив это явление с этим третьим аппаратом, мы подумали, что это может быть ошибкой, связанной с используемым кодом. Поэтому мы изменили инструмент анализа, используя CHASMP (Compact High Accuracy Motion Program): никакого изменения. Мы пришли к мысли, что атомные часы могут "дрейфовать во времени" или даже давать разные значения в разных точках на Земле (...).
...В то же время, для Галилео было обнаружено то же явление ( 8 ± 3 ) 10-8 см/с2: Но близость к Солнцу делала эту величину практически равной значению, полученному от эффекта давления излучения (который, тем не менее, мог быть полностью пренебрежен Пионером 10, Пионером 11 и Улиссом).
...Затем мы подумали о неизвестном взаимодействии между фотонами, исходящими от волн, и солнечным ветром (...). Обсуждение затем касалось будущих миссий, таких как "Pluto Express" и "Solar Probe".
..Мы задумались, не может ли это явление быть связано с наличием темной материи в Солнечной системе, но такое толкование подразумевало наличие количества темной материи более 3 10-4 солнечных масс. Но это противоречило бы надежности точности эфемерид, основанных на видимой массе. Масса паразитная в два порядка меньше была бы достаточно, чтобы создать наблюдаемые возмущения, включая для объектов, таких как Уран. Путь темной материи, таким образом, пришлось отбросить, как и гипотеза о скоплении "массивных нейтрино".
..Затем мы рассмотрели возможность изменения гравитационного потенциала с учетом добавления силы Юкавы. Ссылка:
..M.M Nieto and T Goldman, Phys. Rev. Rep. 205 , 221 (1991) ; 216 , 343 (1992).
..Гравитационный потенциал становится тогда:
l - это радиус действия этой новой силы. Такой тип модели приводит к постоянному ускорению:
где a1 - ньютоновское ускорение на расстоянии r1 = 1 астрономическая единица. Мы также рассматривали другие модели, где закон Ньютона изменен. Тем не менее, это изменение закона Ньютона должно было бы повлиять на орбиты планет Солнечной системы. Для планет, таких как Марс, зонды типа Викинг способны обнаруживать изменения в орбитальных параметрах порядка сотен метров. Комбинируя эффекты, которые испытывают Марс и Земля, точность измерения будет тогда 150 метров. Однако:
The Pioneer effect is not seen.... a large error here would cause inconsistencies withe the overall planetary ephemeris.
Перевод: "Эффект Пионера не наблюдается.... большая ошибка здесь приведет к несоответствиям с общей планетной эфемеридой".
...Последствие: если это изменение закона Ньютона влияет на траектории Марса и Земли (то есть претендует на универсальность), ограничения, накладываемые точностью измерений Викинга, делают, что эффект должен быть меньше 0.1 10-8 см/с2 .
..*.**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. *
Перевод: В результате, если аномальное радиальное ускорение, действующее на вращающиеся аппараты, имеет гравитационную природу, оно не является универсальным. То есть, оно должно влиять на тела массой около 1000 кг сильнее, чем на тела планетного размера, по крайней мере, в 100 раз. Это было бы странным нарушением Принципа эквивалентности.
...Во время этого, отметим, что данные Викинга также были проанализированы с использованием второго кода (CHASMP), уже упомянутого выше.
...Заключение статьи: причина эффекта остается полностью загадкой. Конечно, тогда возникает желание спросить, не может ли такой эффект, слабый, но вполне измеримый, быть вызван репульсивным эффектом окружающей среды из геммовой материи, которая склонна, на всех масштабах, проникать везде, где отсутствует материя. Согласно моей модели, "межзвездное пространство" содержит (в соседней Вселенной по сравнению с нашей) плотность геммовой материи, значительно превышающую плотность материи, ставшей очень разреженной. Систематическое исследование, моделирование, компьютерные симуляции составили бы очень интересную тему диссертации. К сожалению, бедный аспирант, который решился бы на такие воды, увидел бы свою научную карьеру мгновенно уничтоженной, окончательно.
Реми Шавен — автор фразы, которая послужит заключением:
...Когда хочешь что-то сделать, сразу же против тебя:
...........- Люди, которые делают то же самое
...........- Те, которые делают противоположное
*...........- Те, которые ничего не делают. *
Примечание в стороне : Можно подумать (деталь, которая не упомянута в статье), что это аномальное ускорение может быть связано с "эффектом космологической постоянной". Но, поскольку наблюдаемый эффект действует в направлении замедления, мы должны были бы говорить о "притягательной силе вакуума". Кроме того, этот эффект должен увеличиваться с расстоянием. Зонды Пионер, или, по крайней мере, один из них, находятся на расстоянии около 60 астрономических единиц, то есть на 1013 метров от Солнца. Если расположить орбиту (среднюю) Плутона на пять миллиардов километров, то есть 5 1012 метров, мы видим, что эти зонды, старейший из которых был запущен в 1972 году, находятся на расстоянии в два раза больше диаметра Солнечной системы. С другой стороны, зонд Улисс, который поднимается в космос вне плоскости эклиптики, поднимается только на триста миллионов километров, то есть на десятую часть орбиты Урана, или на шестую часть орбиты Плутона. Улисс, следовательно, намного ближе к Солнцу. Однако аномалия ускорения, зафиксированная для Улисса, составляет 12 10-8 см/с2, то есть на 1,4 больше, чем аномалии, зарегистрированные для зондов Пионер. Это, кажется, исключает предположение о "космологической постоянной" заранее.
...Что касается эффекта, связанного с репульсивной средой геммовой материи? В этой оптике, учитывая, что материя и геммовая материя отталкиваются, там, где одна доминирует, другая отсутствует, и наоборот. В схеме, которую я указал, большие конгломераты геммовой материи находились бы в центре "больших пустот", составляющих структуру на больших масштабах Вселенной (VLS). Материя тогда бы располагалась рядом с структурами, напоминающими "мыльные пузыри", где скопления галактик являются точками соединения трех слоев. В этих "пластинах": галактики, плавающие в среде геммовой материи, структурированной как сорт грюйера, галактики находятся в пустотах. Но все это остается схематичным. Геммовая материя склонна проникать везде, где это возможно. Галактика не является равномерным распределением материи. В отношении звездных популяций, это маленькие зерна материи, населенные огромными пустотами. В этих пустотах есть облака межзвездного газа, конечно. Но материя не присутствует повсеместно. Где она находится в разреженном состоянии, геммовая материя проникает. Можно представить, что межзвездное пространство может содержать геммовую материю, с низкой плотностью. Эта материя тогда вносит вклад в "захват" системы, но минимальный. Солнечная система, по отношению к гравитации, может быть представлена в первом приближении точечной массой: массой Солнца, то есть 2 1030 килограмм. По сравнению с этой массой планеты — это небольшие возмущающие объекты. Следовательно, если есть распределение геммовой материи, то в первом приближении она будет иметь распределение с почти сферической симметрией. Между звездами, далеко от Солнца, эта геммовая материя будет иметь почти постоянную плотность r*, которая упадет, когда приблизится к Солнцу. Это пустота, имеющая конфинационный эффект, замедляет космические аппараты. Нужно оценить это распределение с помощью численных симуляций и тогда увидеть, совместима ли такая интерпретация с точностью эфемерид.
Счетчик, установленный 12 декабря 2001 года. Количество просмотров :
../sommaire_science.htm