האנומליה של פיוניר
מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
האנומליה של פיוניר, או אפקט פיוניר, היא סטייה בלתי צפויה של כמה גשושיות המבקרות במערכת השמש החיצונית, בעיקר פיוניר 10 ו-11, מהמסלול שצופה להן תורת היחסות הכללית. כיום אין הסבר המקובל על הכול לתופעה. על אף שההסבר לתופעה יכול להיות בנאלי כמו דליפת גז היוצרת דחף מכוח החוק השלישי של ניוטון, ההסבר יכול לטמון בחובו תאוריה חדשה שתהווה שיפור של תורת היחסות הכללית.
תוכן עניינים |
[עריכה] תיאור התופעה
לאחר שהגיעו נתוני המהירות והמיקום של חלליות פיוניר 10 ו-11 כפי שנמדדו על ידי המכשירים שעליהן, התגלה שגם כאשר לוקחים בחשבון את כל הכוחות הפועלים על החלליות נשארת תאוצה בלתי מוסברת של (8.74±1.33)×10-10 מטר לשנייה בריבוע, לכיוון השמש.
גם הנתונים שהגיעו מגלילאו ומיוליסס הצביעו על אפקט דומה, אם כי ממספר סיבות, כמו קרבתן לשמש, החלליות האלה לא היו יכולים לספק מסקנות חד-משמעיות. המשותף לחלליות בהן האפקט משמעותי הוא שהן מיוצבות על ידי סחרור, בחלליות המיוצבות על ידי ג'ירוסקופים בשלושה צירים האפקט כמעט ולא מורגש.
למעשה, גם בחלליות בהן האפקט גדול יותר, הוא בקושי מורגש ויכול להוות טעות סטטיסטית הנובעת משינויים בדרך שבה נאספים הנתונים מהחלליות במהלך המשימה. מספר שינויים נעשו במהלך פעילות המשימות האמורות, והם כוללים החלפה של מכשירי איסוף הנתונים, של אתרי ההפעלה ושל התוכנה האוספת את הנתונים. המעבדה המפעילה את חלליות הפיוניר צפויה להתמסר לעניין באזור יוני 2007. הם יעבירו את כל הנתונים לאותו פורמט על-מנת לבדוק האם התאוצה הבלתי-מוסברת פונה לכיוון כדור הארץ, אז היא יכולה להיפטר כטעות אנוש, או שהיא פונה לכיוון השמש, דבר שיצביע על אפקט ממשי.
[עריכה] הסברים אפשריים
לסתירה בין הצפי לנתונים בפועל ניתנו מספר הסברים אפשריים, בהם:
- שגיאות הבחנה, כולל שגיאות מדידה וחישוב, בקביעת התאוצה הפועלת על בחללית.
- שגיאות סטטיסטיות.
- שגיאות חישוב לא באות בחשבון מאחר שהחישוב נעשה 5 פעמים באופן בלתי תלוי, כל החישובים הראו את האפקט.
- כוח נוסף שלא נכנס לחישוב, כמו:
- כוחות כבידתיים ממקור לא מזוהה דוגמת חגורת קויפר או חומר אפל. אם כי כוח זה יפר את עקרון האקוויולנטיות מאחר שנראה שהוא לא משפיע על גופים אחרים במערכת השמש.
- כוחות אלקטרומגנטיים הפועלים על החללית בגלל המצאות מטען חשמלי עליה.
- לחץ המופעל על ידי תווך בין פלנטרי כמו אבק, קרינה קוסמית ורוח השמש. אם כי חישובים הראו שצפיפות החומר הזה קטנה מכדי לגרום לאפקט.
- דליפת גז מהמחוללים החשמליים של החללית המבוססים על דעיכת איזוטופים רדיואקטיביים.
- לחץ פוטוני המופעל על החללית על ידי הקרינה מהשמש. אם כי במרחקים כמו אלה שהחללית משייטת בהם הלחץ הזה קטן מאוד.
- יכול להיות ששידור הנתונים מהחללית על ידי קרינת רדיו יצר אפקט הדומה ללחץ פוטוני בגלל החוק השלישי של ניוטון. אם כי השידורים היו מעטים וחלשים מכדי לגרום לאפקט.
- קרינת חום ממנוע החללית או מהמכשירים החשמליים שלה שנפלטה באופן א-סימטרי, או שנפלטה לכיוון האנטנה הראשית של החללית המעוצבת בצורת צלחת וכך גרמה לאפקט דומה ללחץ פוטוני.
- תאוריות חדשות:
- האצה הנגרמת ממדידת זמן (clock acceleration) כתוצאה מהפרש בין הזמן האטומי הבינלאומי והזמן שהיה מקובל בזמנו (ההפרש ביניהם בתחילת המשימה פיוניר בשנת 1977 - 32.184 שניות)
- תיקון של החוק השני של ניוטון בתאוריה הנקראת "דינמיקה ניוטונית מתוקנת" וגורסת שבתאוצות קטנות ישנה סטייה מהתחזית של החוק השני של ניוטון.
[עריכה] אפשרויות להמשך מחקר
חלליות הפיוניר כבר לא מספקות מידע, החללית גלילאו נשרפה בכוונה תחילה כאשר שולחה לחקור את אטמוספירת צדק בסוף משימתה, ועד עתה הנתונים מקאסיני לא סיפקו תוצאות חד-משמעיות. לכן, נותרו מספר אפיקי מחקר אחרים:
- ניתוח וניסיון להסקת מסקנות נוספות מהנתונים שנאספו זה מכבר על ידי פיוניר. הניתוח בו דובר כאן, מקורו בנתונים שנאספו משנת 1987 והלאה; נתונים שניתנו לפני שנה זו נותרו ללא ניתוח וניתוחם אפשר שייתן תובנות חדשות על התופעה. האגודה הפלנטרית הוציאה קול קורא לחבריה בכל העולם לחקור את התופעה ואף הקימה קרן לאיסוף כספים שימשו למחקר. כרגע עובד בכיוון זה צוות מחקר במעבדת JPL של נאס"א.
- החללית ניו הוריזונס היא חללית מיוצבת-סחרור המתעתדת לחקור את פלוטו, כארון וירחיהם, והנתונים ממנה יכולים לשפוך אור חדש על התופעה. עם זאת, יכול להיות שהנתונים מניו-הוריזונס לא יצביעו על סטייה משום שהמנוע מורכב קרוב לגוף החללית כך שקרינת החום שמופקת ממנו תיצור דחף שיוחזר באופן סימטרי וימנע את האפקט, בדומה למצב בקאסיני. אם גם ניו-הוריזונס, כמו קאסיני, לא תראה אפקט, הדבר יחזק את ההשערה שמקורו בקרינת חום.
- שליחת משימה שכל יעודה יהיה לחקור את התופעה הוצעה לסוכנות החלל האירופאית. משימה שזו, אם תצא, תצטרך לעבור יותר מ-200 יחידות אסטרונומיות במסלול בריחה היפרבולי כדי שהאפקט יהיה משמעותי.
- צפייה בתנועת אסטרואידים שמרחקם מהשמש הוא בסביבות 20 יחידות אסטרונומיות יכול לסייע בהבנת התופעה אם הסיבה היא כבידתית.
[עריכה] כנסים העוסקים באנומליה
בשנים האחרונות נעשו הרבה כנסים שכותרתם הייתה מחקר האנומליה של פיוניר, הגדולים והבולטים שבהם הם:
- כנס שנערך בשנת 2004 באוניברסיטת ברמן.
- כנס שנערך בשנת 2005 במכון המחקר הבינלאומי למדעי החלל בו נידונו דרכים מחקריות למציאת מקור התופעה. ישנו דוח המפרט את הנאמר בכנס באתר האגודה הפלנטרית תחת הערך Pioneer Anomaly.
- בפברואר 2007 הייתה פגישה של מדענים העוסקים בנושא בברן.
[עריכה] קישורים חיצוניים
- פתרון אפשרי לאנומליה של פיוניר, באתר "הידען"
