Аномалия Пионера

[tau797]

http://www.spacenews.ru/spacenews/live/ ... p?id=13925

«Аномалия „Пионера“» была неожиданно обнаружена в ходе поисков гипотетической 10-й планеты Солнечной системы за пределами орбиты Плутона, которые вело NASA с помощью космического зонда "Пионер 10"...
было обнаружено обратное ускорение, которое не описывается общепринятыми уравнениями движения небесных тел в космическом пространстве...
В настоящий момент рассматриваются несколько гипотез, в рамках которых дается объяснение «аномалии „Пионера“». Две из них заслуживают особого внимания. Так, Мордехай Милгром (Mordehai Milgrom) полагает, что на больших расстояниях сила притяжения небесных тел убывает не пропорционально квадрату расстояния, как в законе Ньютона, а пропорционально первой степени расстояния. В результате уравнения движения, основанные на ньютоновской физике, «работают» недостаточно корректно, что и приводит к рассогласованию прогнозируемой и измеренной скорости движения. Автор второй теории (Scale Expanding Cosmos theory, SEC), независимый космолог из Редмонда, штат Вашингтон, Карл Йохан Марелье (Carl Johan Masreliez), считает источником аномалии гипотетическое явление изменения масштаба Вселенной в четырех измерениях, включая также и время. Его теория представляет собой один из вариантов модели стационарной Вселенной, отрицающей акт творения и реальность разбегания галактик. То, что в стандартной космологической модели считается возрастом Вселенной (13,4 млрд. лет), в SEC является универсальной мировой константой, определяющей темп экспоненциального изменения космического масштаба, который он называет пятым, «скрытым» измерением...
Отрицательное ускорение космических аппаратов, по мнению ученого, это эффект несоответствия стандартных уравнений движения небесных тел, основанных на постньютоновской теории пространства-времени, метрике реального мира, который непрерывно меняет свой масштаб. Статья на эту тему принята к публикации в журнале Astrophysics and Space Science

[Hamster]

The Pioneer anomaly or Pioneer effect refers to the observed deviation from expectations of the trajectories of various unmanned spacecraft visiting the outer Solar system, notably Pioneer 10 and 11. As of 2005, there is no universally accepted explanation for this phenomenon; while it is possible that the explanation will be prosaic—such as thrust from gas leakage—the possibility of entirely new physics is also being considered.

The effect is seen in radio Doppler and ranging data, yielding information on the velocity and distance of the spacecraft. When all known forces acting on the spacecraft are taken into consideration, a very small but unexplained force remains. It causes a constant sunwards acceleration of (8.74 ± 1.33) × 10^−10 m/s2 for both spacecraft.

Explanations for the discrepancy that have been considered include:

* observational errors, including measurement and computational errors, in deriving the acceleration
* a real deceleration:
o by gravitational forces from unidentified sources such as the Kuiper belt or dark matter
o drag from the interplanetary medium, including dust, solar wind and cosmic rays
o gas leaks, including fission-produced helium escaping from in the spacecrafts' radioisotope thermoelectric generators
o radiation pressure of sunlight, the spacecraft's radio transmissions, or thermal radiation pressure from the RTGs
o electromagnetic forces due to an electric charge on the spacecraft
* new physics

http://en.wikipedia.org/wiki/Pioneer_anomaly

Ускорение в 8*10^-10 m/s^2 на расстоянии в 50 AU примерно равно силе притяжения материи с общим весом, равным Сатурну, равномерно распределенной внутри сферы с Солнцем в центре.

Интересно, насколько точно известна динамика Плутона. Гравитационные эффекты должны так же успешно действовать на Плутон.

[Dmitry67]

Мне это напоминает dark matter

[Flash-04]

мне кажется что рано какие-то выводы делать. еще никто не тольком не знает как вещество в кольце Койпера распределено и какой вклад оно дает в силы действующие на Пионер, а уже замахнулись на изменение физических законов. насколько я помню проводилось масса экспериментов на Земле, с очень высокой точностью, в поисках "пятой силы" и ничего, никаких результатов.

[Dmitry67]

А что там с микрогравитацией ?
Вроде некоторые варианты super symmetry дают нарушение закона квадратов при малых расстояниях.

[Flash-04]

какого порядка? к сожалению сейчас точно не вспомню, надо в архивах порыться, но вроде бы какой-то спутник американцы недавно запускали с аппаратурой для проверки точности закона гравитации.

[Pink Panther]

Ускорение в 8*10^-10 m/s^2 на расстоянии в 50 AU примерно равно силе притяжения материи с общим весом, равным Сатурну, равномерно распределенной внутри сферы с Солнцем в центре.

Не совсем ясна картина, которую вы описываете.

[Pink Panther]

http://www.spacenews.ru/spacenews/live/ ... p?id=13925

Принимая во внимание тот факт, что аномальное торможение не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве, за прошедшее время группа оценила величину всех возможных источников постоянного негравитационного воздействия на аппарат — таких как утечка газа, тормозной эффект космической пыли, неравномерное распространение тепла в самом космическом аппарате, импульс отдачи от радиосигналов, посылаемых по направлению к Земле. Однако даже после учета всех факторов аномалия не исчезла. Более того, оказалось, что в движении и других исследовательских аппаратов, запущенных позднее во внешние части Солнечной системы, — «Галилео», «Кассини», «Улисс» — присутствует тот же эффект торможения, а значит, источником аномалии, скорее всего, являются не технические аспекты, имеющие отношение к конкретному аппарату. В настоящий момент члены группы склоняются к мнению о том, что причину следует искать в направлениях, связанных с так называемой «новой физикой». Такой вывод следует из численной оценки величины обратного ускорения космических аппаратов. Она представляет собой частное от деления скорости света на постоянную Хаббла, которая описывает скорость космологического расширения Вселенной. Отсюда следует, что аномалии в движении тел Солнечной системы, возможно, являются частным проявлением фундаментальных процессов космологического масштаба.

Если это все не ля-ля-ля, то получается, что постоянная Хаббла, продолжая сущестовать, получает совсем другой, непонятный пока, смысл.

В частности, ранее расчитанные 13,4 млрд. лет существования вселенной зависают в воздухе большим знаком вопроса.

[Hamster]

Не совсем ясна картина, которую вы описываете.

Если общая масса "dark matter" & "dark energy" в Солнечной Системе ( внутри орбиты Плутона ) сравнима с массой Сатурна, а за пределами Солнечной Системы плотность достаточно быстро падает, то ее притяжение полностью объяснит замедление Пионеров.

Вроде некоторые варианты super symmetry дают нарушение закона квадратов при малых расстояниях.

Насколько я знаю, никаких отклонений пока достоверно не установлено.

аномальное торможение не зависит ни от времени, ни от положения в пространстве

IMHO - очень смелое заявление, при том, что величина торможения известна с точностью +/- 15% в узком диапазоне расстояний.

Такой вывод следует из численной оценки величины обратного ускорения космических аппаратов. Она представляет собой частное от деления скорости света на постоянную Хаббла, которая описывает скорость космологического расширения Вселенной.

С точностью 20% ( скорость света / постоянная Хаббла ~ 6.87*10^-10 м/с^2 ).

[Pink Panther]

Если общая масса "dark matter" & "dark energy" в Солнечной Системе ( внутри орбиты Плутона ) сравнима с массой Сатурна, а за пределами Солнечной Системы плотность достаточно быстро падает, то ее притяжение полностью объяснит замедление Пионеров.

Ну так что же ученые - такую "простую" проблему так долго решают?

[Volhv]

Прикольно, что написано "уравнения движения, основанные на ньютоновской физике, «работают» недостаточно корректно". А почему ньютоновской, а не ОТО?

[MaxSt]

Ну так что же ученые - такую "простую" проблему так долго решают?

А вас это почему радует?

MaxSt.

[Flash-04]

IMHO все это спекуляции, ну не вижу я пока данных которые убедительно доказывают что пора выкидывать на свалку ОТО. Все что пока ясно - что-то еще не учтено, и я уже писал, ни одной живой душе не известно распределение масс в поясе Койпера. О его существовании достоверно только недавно стало известно.
На astronet.ru есть очень интересная статья в которой автор пытается дать краткий, но емкий обхор что известно на данный момент о строении Солнечной системы и других планетных систем, и говорит о том, что сейчас достоверно только одно - любые "разумные" предположения могут быть завтра убедительно опровергнуты, т.к. объем опытных данных увеличивается очень быстро и они могут быть весьма неожиданными.

[Volhv]

Естественно, не зная точного распределения масс нельзя решить уравнений движения. Ни в какой теории. Поэтому говорить о том что "уравнения движения не работают" пока очень рано. Просто стало интересно почему вдруг разговор идет о ньтоновской физике. Разве не ОТО используется в рассчетах?

[Flash-04]

не те скорости...
хотя если придраться к словам, то действительно "ньютоновские уравнения движения" не работают

[Pink Panther]

Ну так что же ученые - такую "простую" проблему так долго решают?

А вас это почему радует?

А причем тут радует? - это значок означает "подмигнул".

Hamster предлагает интересную идею о том, что улетающие спутники притягиваются обратно большой массой и все дело в особенности расположения больших масс в космосе. Но ученые занимались этой проблемой почему-то годами. Возникает несколько предположений:

1) умные ученые рассчитали, что идея о притяжении спутников все же не совсем верна - т.е. они притягиваются по мере своего удаления, но это притяжение не объясняет количественно эффекта обратного ускорения.

2) умные ученые просто затягивали процесс исследований, получая финансирование. После того, как затягивать стало неприлично, пришлось признаться и финансирование закрыли.

3) глупые ученые получали финансирование годами и не могли додуматься до того, до чего додумался Hamster за 10 минут чтения привета. Кто то взялся посмотреть, чем же они там занимаются, сделал подсчеты, проверил и тут же прикрыл научный проект.

...

N) Еще что-нибудь, допишите сами.

[Pink Panther]

не те скорости...
хотя если придраться к словам, то действительно "ньютоновские уравнения движения" не работают

А какие есть опытные доказательства того, что на сверх-больших расстояниях между массами верны те уравнения движения, которыми сейчас пользуются?

А если там повторяется история, как и с теорией относительности, где, пока скорости малы, можно пользоваться ньютоновской физикой, а когда скорость сравнима со скоростью света, работают уже другие формулы? А вдруг в случае, пока расстояния, условно говоря - малы, работает закон притяжения в его известном виде, а при больших расстояниях появляются другие эффекты?

"А вдруг" - это конечно не серьезно, но тем не менее интересно было бы узнать, насколько далеко опытно доказана справедливость закона притяжения.

[KP580BE51]

А какие есть опытные доказательства того, что на сверх-больших расстояниях между массами верны те уравнения движения, которыми сейчас пользуются?

Телескоп?

"А вдруг" - это конечно не серьезно, но тем не менее интересно было бы узнать, насколько далеко опытно доказана справедливость закона притяжения.

Галактики крутятся вокруг центра. Если их удерживает не закон притяжения а хрустальная сфера,это былобы видно в телескоп.

[KP580BE51]

N) Еще что-нибудь, допишите сами.

"Пионер" разбил хрустальную сферу. Теперь его движение тормозится той субстанцией, которая была за ней. Скоро эта субстанция дойдет до земли.

[Volhv]

не те скорости...
хотя если придраться к словам, то действительно "ньютоновские уравнения движения" не работают

А при чем тут скорости? Вопрос о движении в гравитационном поле - решается в ОТО. Пример - смещение перигелия Меркурия. Скорости совсем небольшие.

[Volhv]

Нужно отметить что величина аномального ускорения довольно мала ~ 8.74×10^−10 м/с^2.

[KP580BE51]

Нужно отметить что величина аномального ускорения довольно мала ~ 8.74×10^−10 м/с^2.

А как померяли? Просто соображения:
8.74*(10^-10)*60*60*24*365*10
.27562464000000000000
Это скорость.

Это разница в расстоянии, которую онбы прошел.
8.74*(10^-10)*(60*60*24*365*10)^2
86920986.47040000000000000000

Разница в запаздывании сигнала.
8.74*(10^-10)*(60*60*24*365*10)^2/(3*10^8)
.28973662156800000000
Скорость в канале связи у них 16бит в секунду.
Тоесть они могут мерять ошибку с точностью 20% и это только если такое ускорение было 10 лет эксперимента.

[Hamster]

Hamster предлагает интересную идею о том, что улетающие спутники притягиваются обратно большой массой и все дело в особенности расположения больших масс в космосе. Но ученые занимались этой проблемой почему-то годами. Возникает несколько предположений:

1) умные ученые рассчитали, что идея о притяжении спутников все же не совсем верна - т.е. они притягиваются по мере своего удаления, но это притяжение не объясняет количественно эффекта обратного ускорения.

2) умные ученые просто затягивали процесс исследований, получая финансирование. После того, как затягивать стало неприлично, пришлось признаться и финансирование закрыли.

3) глупые ученые получали финансирование годами и не могли додуматься до того, до чего додумался Hamster за 10 минут чтения привета. Кто то взялся посмотреть, чем же они там занимаются, сделал подсчеты, проверил и тут же прикрыл научный проект.

Я ни до чего не додумался. Идея о dark matter взята из интернета, подсчитать нужное количество материи ( если она виновата ) - 10 минут.
С другой стороны, сам по себе расчет ничего не доказывает. Для ученых полно работы. Сначала надо было рассчитать динамику Пионера, сделать поправки на ОТО, солнечный ветер, притяжение Плутона и т.д. Данные Допплеровского сдвига надо перевести в скорость и расстояние. Всего этого надо писать кучу кода - платить программистам. Когда однозначно проверено наличие замедления - появляются теории, его объясняющие. Если замедление из-за dark matter, надо посчитать распределение в Солнечной системе ( исходя из какой-нибудь модели поведения материи ), определить, почему на Пионере эффект замечен, а, например, на Нептуне - нет. Если замедление из-за того, что у спутника спереди метеоритом пробило дырку и через нее вытекает гелий - совсем другая картина.
Сейчас они хотят проанализировать данные до 1987 года с доисторических компьютеров. Андерсон - астроном, собрать электронику, написать и отладить программу по перегону данных в современный формат он не сможет - опять надо приглашать программистов со стороны, опять нужно финансирование.

[Hamster]

А как померяли? Просто соображения:

Насколько я понимаю, на спутниках стояли передатчики, которые посылали когерентные сигналы фиксированной частоты в сторону Земли. Измерить разницу частот можно с хорошей точностью. Разница частот переводится в скорость.

На Pioneer 11 из-за поломки сигналы перестали передаваться в 1990 году. Pioneer 10 передавал до 2000, потом от него получали отдельные очень слабые сигналы ( последний в 2002 или 2003 ). Новых данных больше не будет.

[KP580BE51]

Насколько я понимаю, на спутниках стояли передатчики, которые посылали когерентные сигналы фиксированной частоты в сторону Земли. Измерить разницу частот можно с хорошей точностью. Разница частот переводится в скорость.

Скорость отличается от номинальной на 0.27 метра в секунду или около того.
Измерить частоты - сигнал очень слабый.
Получается только по времени запаздывания сигнала.