Τετάρτη, 1 Σεπτεμβρίου 2010

The Pioneer Anomaly

Σήμερα το πρωί ανέβηκε στο Living Reviews in Relativity ένα καινούριο review με θέμα, The Pioneer Anomaly, από τους Slava G. Turyshev και Viktor T. Toth.

Τι είναι όμως το Pioneer Anomaly;
Καταρχήν, τα διαστημόπλοια Pioneer 10 και 11 είναι δύο διαστημόπλοια που είχαν σταλεί για να μελετήσουν τους εξωτερικούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος (πέρα δηλαδή από την ζώνη των αστεροειδών που βρίσκεται μετά τον Άρη).

To Pioneer 10 μας έδωσε τις πρώτες κοντινές φωτογραφίες του Δία ενώ το Pioneer 11 μας έδωσε αντίστοιχα τις πρώτες κοντινές φωτογραφίας του Κρόνου (αν δεν κάνω λάθος).

Και τα δύο αυτή τη στιγμή βρίσκονται σε πορεία διαφυγής από το ηλιακό μας σύστημα κάπου 100 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο. Για την ακρίβεια, το Pioneer 11 πρέπει να είναι λίγο πιο κοντά. Το Pioneer 10 έχασε την επαφή του με τη Γη το 2006, ενώ το Pioneer 11 την είχε χάσει από το 1995, σχεδόν 10 χρόνια νωρίτερα.

Τα δύο διαστημόπλοια, όσο διατηρούσαν την επαφή τους με την Γη, έστελναν δεδομένα για την κατάστασή τους και για το περιβάλλον που συναντούσαν, ενώ γινόταν προσπάθεια να παρακολουθείται η ακριβής θέση τους.

Από την ανάλυση των δεδομένων για την παρακολούθηση της θέσης των διαστημοπλοίων, προέκυψε αυτό που λέμε Pioneer Anomaly. Η θέση του κάθε διαστημοπλοίου προσδιορίζεται με την βοήθεια του Deep Space Network (DSN), το οποίο είναι ένα σύστημα από ραδιοτηλεσκόπια στη Γη, που παρακολουθούν όλα τα διαστημόπλοια που κυκλοφορούν στο ηλιακό μας σύστημα. Χονδρικά, το DSN ανταλλάσσει ραδιοσήματα με τα διαστημόπλοια, με την βοήθεια των οποίων προσδιορίζει την θέση τους στην ουράνια σφαίρα. Από τον χρόνο που κάνει ένα σήμα για να φτάσει από το διαστημόπλοιο στη Γη, μπορεί να υπολογιστεί η απόσταση, ενώ από τις μεταβολές στην γωνιακή θέση μπορούν να υπολογιστούν στοιχεία όπως η ταχύτητα κάθετα στην διεύθυνση παρατήρησης. Τέλος από την μετατόπιση Doppler των συχνοτήτων των σημάτων, μπορεί να υπολογίσει κανείς την ακτινική ταχύτητα.(Update***)

Αυτό που παρατηρήθηκε στα δεδομένα από τα Pioneer 10 και 11, αν αφαιρέσει κανείς όλα τα άλλα φαινόμενα, ήταν ότι υπήρχε μια μετατόπιση Doppler προς μικρότερα μήκη κύματος, η οποία μεταβαλλόταν με σταθερό ρυθμό και θα μπορούσε να υποδηλώνει μία σταθερή επιτάχυνση των διαστημοπλοίων προς τον Ήλιο. Η επιτάχυνση αυτή υπολογίστηκε να είναι της τάξης του $$\reverse\opaque \alpha_p=8\times 10^{-10}m/s^2$$.

Οι πρώτοι αυτοί υπολογισμοί γίνανε για το Pioneer 10 με δεδομένα από το 1987 ως το 1998 και αφορούσαν αποστάσεις από 40 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο μέχρι 70 αστρονομικές μονάδες από τον Ήλιο, ενώ για το Pioneer 11 τα δεδομένα ήταν από το 1987 ως το 1990 και αποστάσεις από 22 αστρονομικές μονάδες ως 32 αστρονομικές μονάδες περίπου. Η μία αστρονομική μονάδα είναι απόσταση ίση με την απόσταση Γης - Ήλιου, ο Κρόνος βρίσκεται περίπου στις 10 αστρονομικές μονάδες, ενώ η αρχή της ηλιόπαυσης βρίσκεται περίπου στις 100 αστρονομικές μονάδες.

Φυσικά αυτό το αποτέλεσμα, μια απροσδιόριστης φύσεως επιτάχυνση προς τον Ήλιο, δημιούργησε τεράστιο ενδιαφέρον για το Pioneer Anomaly.

Μια πρώτη ανάλυση του προβλήματος μπορεί να βρει κανείς στο άρθρο Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11 (arXiv:gr-qc/0104064v5) των Anderson et al., ενώ υπάρχει και μία παιδαγωγική παρουσίαση του όλου προβλήματος και των φαινομένων που πρέπει να πάρει κανείς υπόψιν του, σε ένα άρθρο στο American Journal of Physics με τίτλο, Study of the Pioneer anomaly: A problem set (arXiv:physics/0502123v5 [physics.ed-ph]).

Το τελευταίο αυτό review στο Living Reviews παρουσιάζει όλο το ιστορικό της υπόθεσης της ανάλυσης των δεδομένων και τα σχετικά στοιχεία για τα Pioneer, τις διάφορες προτάσεις που έχουν διατυπωθεί για να εξηγηθεί το φαινόμενο και τα συμπεράσματα που έχουν προκύψει, καθώς και τις προοπτικές που υπάρχουν για μία αποστολή που θα έχει ως αποκλειστικό στόχο να διερευνήσει την φύση του φαινομένου.

Σχετικά με την διαστημική αποστολή, σύμφωνα με το review:

The apparent inability to explain the anomalous behavior of the Pioneers with conventional physics has contributed to growing discussion about its origin. A number of researchers emphasized the need for a new experiment to explore the detected signal. As a result, advocated for a program to study the Pioneer anomaly. This program effectively includes three phases:

i) Analysis of the entire set of existing Pioneer data, obtained from launch to the last useful data received from Pioneer 10 in April 2002. This data provides critical new information about the anomaly. If the anomaly is confirmed,

ii) Development of an instrument, to be carried on another deep space mission, to provide an independent confirmation for the anomaly. If further confirmed,

iii) Development of a dedicated deep-space experiment to explore the Pioneer anomaly with an accuracy for acceleration resolution at the level of 10^–12 m/s^2 in the extremely low frequency (or nearly DC) range.

Significant progress was accomplished concerning the first and second phases. Work on the third phase was also initiated. Mission studies conducted in 2004 – 2005 have identified two options: i) an experiment on a major mission to deep space capable of reaching acceleration sensitivity similar to that demonstrated by the Pioneers and ii) a dedicated mission to explore the Pioneer anomaly that offers full characterization of the anomaly.


Σύμφωνα με τα παραπάνω, φαίνεται πως όλοι συμφωνούν ότι το φαινόμενο μάλλον*** είναι πραγματικό και αξίζει να διερευνηθεί με κάποια εξειδικευμένη αποστολή, αφού μία από τις λύσεις του προβλήματος στις οποίες θα μπορούσαμε να οδηγηθούμε είναι η διατύπωση νέας Φυσικής. Εδώ πρέπει να πούμε ότι δεν είναι μόνο τα Pioneer που παρουσιάζουν αυτή την επιτάχυνση. Αντίστοιχη επιτάχυνση έχει παρατηρηθεί και στα διαστημόπλοια Galileo και Ulysses, αλλά τα δεδομένα δεν είναι τόσο καλά όσο για τα Pioneer. Το σίγουρο είναι ότι η ανάλυση όλου του πακέτου των δεδομένων από τα Pioneer θα δώσει περισσότερα στοιχεία για κάποια περίεργα χαρακτηριστικά του φαινομένου, όπως για παράδειγμα το γεγονός ότι φαίνεται να ξεκινά απότομα για το Pioneer 11 μετά την διέλευσή του από τον Κρόνο.

Τέλος, υπάρχουν και κάποια από τα στοιχεία του φαινομένου που παρουσιάζουν ενδιαφέρον και αξίζει να τα αναφέρουμε σύντομα.

Το πρώτο έχει να κάνει με την αριθμητική "σύμπτωση" της τιμής της επιτάχυνσης των Pioneer με την "κοσμολογική επιτάχυνση" $$\reverse\opaque cH_0$$ όπου c είναι η ταχύτητα του φωτός και Ho η σταθερά του Hubble (με μονάδες αντίστροφου χρόνου, άρα όλο μαζί μας κάνει επιτάχυνση). Αυτή η σχεδόν σύμπτωση κίνησε το ενδιαφέρον αρκετών ερευνητών που έψαξαν για κοσμολογική αιτία στο φαινόμενο, μόνο που υπάρχει ένα πρόβλημα. Η επιτάχυνση των Pioneer είναι προς τον Ήλιο, ενώ αν οφειλόταν στην διαστολή του σύμπαντος για παράδειγμα, θα έπρεπε να έχει αντίθετη φορά. Φυσικά, δεν χρειάζεται να το πάρει κανείς τόσο κυριολεκτικά το θέμα. Πάντως έχει γίνει πολύ δουλειά στην κατεύθυνση της αναζήτησης για αιτία κοσμολογικής φύσης που φαίνεται να αποκλείει αυτό το ενδεχόμενο. Από την όλη υπόθεση πάντως βγήκαν κάποια ενδιαφέροντα συμπεράσματα σχετικά με την συμπεριφορά των δέσμιων συστημάτων που βρίσκονται σε ένα διαστελλόμενο Σύμπαν.

Το δεύτερο έχει να κάνει και πάλι με μία αριθμητική σύμπτωση. Η αριθμητική σύμπτωση του Pioneer Anomaly με την βαρυτική επιτάχυνση του Γαλαξία μας που είναι περίπου $$\reverse\opaque \alpha_G=9\times 10^{-10}m/s^2$$. Προφανώς αυτή η σύμπτωση είναι ακόμα πιο θεαματική, αλλά δεν έχει κανένα νόημα. Οι μετρήσεις στα Pioneer γίνονται στο σύστημα του Ήλιου, το οποίο όμως και αυτό πέφτει στο βαρυτικό πεδίο του Γαλαξία και άρα από την αρχή της ισοδυναμίας ξέρουμε ότι αυτό το σύστημα είναι τοπικά αδρανειακό και συμπεριφέρεται σαν να μην υπάρχει κανένα πεδίο βαρύτητας. Είναι ακριβώς όπως ο αστροναύτης μέσα σε ένα διαστημόπλοιο που "πέφτει" σε τροχιά γύρω από τη Γη βρίσκεται σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας και δεν καταλαβαίνει την βαρύτητα της Γης. Οι μόνες δυνάμεις που θα μπορούσαν να γίνουν αισθητές είναι οι παλιρροϊκές δυνάμεις του Γαλαξία. Επειδή όμως οι δυνάμεις αυτές είναι ανάλογες τις απόστασης των Pioneer από τον ήλιο και αντιστρόφως ανάλογες του κύβου της απόστασης του ηλιακού συστήματος από το κέντρο του Γαλαξία, η επιτάχυνση που προκύπτει θα είναι ίση με την παραπάνω τιμή πολλαπλασιασμένη με τον παράγοντα (απόσταση Pioneer από Ήλιο)/(απόσταση Ήλιου από κέντρο Γαλαξία) που είναι κάτι της τάξης του 10^-7.

Όπως καταλαβαίνει κανείς, οι παραπάνω "ενδιαφέρουσες" συμπτώσεις είναι παραπλανητικές και αυτό είναι ένα καλό ηθικό δίδαγμα.

Θα κλείσω, απλά παραθέτοντας τις κατευθύνσεις που έχει πάρει η αναζήτηση της πιθανής αιτίας του φαινομένου, έτσι ενδεικτικά της περιπλοκότητας που υπάρχει, όπως παρουσιάζονται στο review.

1 Unmodeled forces external to the spacecraft
1.1 Gravitational forces due to unknown mass distributions and the Kuiper belt
1.2 Drag forces due to interplanetary dust
2 Possibility for new physics? Modified gravity theories
2.1 Dark matter
2.2 Modified Newtonian Dynamics (MOND)
2.3 Large distance modifications of Newton’s potential
2.4 Scalar-tensor extensions of general relativity
2.5 Scalar-tensor-vector modified gravity theory (MOG)
3 Cosmologically-motivated mechanisms
3.1 Cosmological constant as the origin of the Pioneer anomaly
3.2 The effect of cosmological expansion on local systems
3.3 The cosmological effects on planetary orbits
3.4 Gravitationally bound systems in an expanding universe
3.5 Dark-energy-inspired gravity models
4 Effects on the radio signal
4.1 Helicity-rotation coupling
4.2 Clock acceleration
4.3 Cosmological effects on radio signals
5 Unmodeled forces of on-board origin
5.1 Thermal recoil forces
5.2 Propulsive gas maneuvers


***Φυσικά υπάρχουν ακόμα κάποια ανοιχτά ζητήματα, για τα οποία παραπέμπω στο review.

------------------------------------------------------------
***Update: Υπάρχει κάτι σχετικά με τον προσδιορισμό της θέσης ενός διαστημοπλοίου που θέλω να συμπληρώσω, γιατί νομίζω ότι έχει πολύ ενδιαφέρον. Με την βοήθεια του Doppler, μπορεί κανείς να υπολογίσει την ακτινική ταχύτητα, δηλαδή την ταχύτητα στην διεύθυνση παρατήρησης, του διαστημοπλοίου. Μπορεί όμως εκτός από αυτό, να υπολογίσει και την θέση του διαστημοπλοίου στην ουράνια σφαίρα (τις συντεταγμένες του στον ουρανό) εξαιτίας της περιστροφής της Γης, η οποία εισάγει μία διαμόρφωση στο παρατηρούμενο Doppler της οποίας η φάση εξαρτάται από την μία συντεταγμένη και το πλάτος από την άλλη (ουσιαστικά η θέση πάνω στην ουράνια σφαίρα δίνεται από δύο γωνίες, όπως ακριβώς και η θέση πάνω στην επιφάνεια της Γης). Το αποτέλεσμα είναι ότι τελικά ακόμα και με μοναδικό δεδομένο το παρατηρούμενο Doppler στο σήμα του διαστημοπλοίου, μπορεί κανείς να προσδιορίσει την θέση του. Φυσικά για τον προσδιορισμό της ακριβούς θέσης, χρησιμοποιεί κανείς και τα δεδομένα της προηγούμενης θέσης του διαστημοπλοίου και την τροχιακή δυναμική, με την βοήθεια των οποίων κάνει εκτιμήσεις, τις οποίες μετά διορθώνει από τις παρατηρήσεις κ.ο.κ. Αυτή η τεχνική ακριβώς χρησιμοποιήθηκε στα Pioneer. Φυσικά αν υπάρχει η δυνατότητα του προσδιορισμού της απόστασης ενός διαστημοπλοίου από την μέτρηση του χρόνου που κάνει το όποιο σήμα να πάει και να έρθει ανάμεσα στο σταθμό και το διαστημόπλοιο, ακόμα καλύτερα, αλλά αυτή η δυνατότητα δεν υπήρχε στα Pioneer.

33 σχόλια:

Vaggelis1984 είπε...

Ωραίο θεματάκι...

Vagelford είπε...

Ναι, αλλά δύσκολο και τεχνικό στα πιο ενδιαφέροντά του κομμάτια.

Γιώργος είπε...

Τι το πιασες το θέμα Vagelford, το'μαθε τώρα ο Χαρδαβέλας και ο Λιακό και το τι θα ακούσουν τα αφτάκια μας δεν περιγράφεται...
π.χ.

"Σκάφος των νεφελιμ σπρώχνει το Pioneer πίσω στην γη για να μην αποκαλυφθούν τα μυστικά τους"

:)

Vagelford είπε...

Είδες κάτι συγκεκριμένο Γιώργο ή απλά κάνεις υποθέσεις;
;)

nik-athenian είπε...

Πράγματι πολύπλοκο ως προς τα πιθανά αίτια.
Αναρωτιέμαι όμως γιατί αυτή την επιτάχυνση δεν την παρουσιάζουν και τα φυσικά ουράνια σώματα που βρίσκονται στις αντίστοιχες αποστάσεις;

Vagelford είπε...

Αυτή είναι η βασική δυσκολία της όλης υπόθεσης. Πως το λύνεις αυτό το πρόβλημα χωρίς να χαλάσεις την συμφωνία με τις μετρήσεις στο Ηλιακό σύστημα.

Ένα ακόμα ενδιαφέρον σημείο είναι ότι το φαινόμενο παρατηρήθηκε σε σκάφη τα οποία βρίσκονται σε υπερβολική τροχιά (τροχιά διαφυγής), πράγμα που τα διαχωρίζει υπό μία έννοια από τα υπόλοιπα δέσμια αντικείμενα του Ηλιακού συστήματος και ενδεχομένως αυτό να είναι σημαντικό.

Ανώνυμος είπε...

και αν οι μετρήσεις για το Ηλιακό σύστημα, έχουν μια μικρή απειροελάχιστη απόκλιση που όμως στα τόσα χρόνια ταξιδιών των pioneer έχει συμβάλει στην πορεία τους. Μήπως πολλές μικρές ανοχές σε όργανα , μετρήσεις, τροχιές, ηλιακό σύστημα, συμβάλλουν αθροιστικά σε αυτό το θέμα.
Δηλαδή, μήπως είναι τεχνικό το θέμα.
και το δεύτερο ερώτημα είναι (εκτός αν δεν το κατάλαβα) πόση είναι σε απόσταση αυτή η απόκλιση στην τότε δεδομένη στιγμή που μετρήθηκε;

///Από την άλλη, σύμφωνα με την επιστήμη της Χαρδαβελολογίας θα πρόσθετα, ότι ίσως το χέρι του θεού (όπως με το περιστέρι και το ψίχουλο στη βλάβη στο CERNω (βλ. προφήτη Λιακο)) το σπρώχνει προς τα πίσω. Δεν υπάρχει διάστημα. Μέχρι την Ηλίοπαυση και πολύ μας είναι. Τα υπόλοιπα είναι λαμπάκια που τα νομίζουμε για άστρα και γαλαξίες, φτιαγμένα για να δοκιμάζεται η πίστη των ανθρώπων.

Γιώργος είπε...

Να συμφωνήσω με τον Ανώνυμο είναι εντυπωσιακή η ακρίβεια της μέτρησης, 8X10^(-10) m/s^2 (!). Μπορεί να οφείλεται σε οτιδήποτε. Έχουν ξαναμετρηθεί μεγέθη αυτής της τάξης σε αστρονομικές μετρήσεις;

Vagelford είπε...

Όπως αναφέρω και στο κείμενο (αλλά μάλλον όχι και πολύ καθαρά, στο update στο τέλος), η θέση των Pioneer προσδιορίζεται μόνο από το Doppler του σήματος που στέλνει (και την γνώση της προηγούμενης θέσης του). Σε αυτό το Doppler φαίνονται οι διάφορες αλλαγές στην ταχύτητα που παθαίνει το διαστημόπλοιο. Αυτό που μετρήθηκε είναι ένα υπολειπόμενο drift στην συχνότητα, ένα έξτρα Doppler δηλαδή, που δεν μπορούσε να εξηγηθεί αν πάρουμε υπόψιν μας όλους του παράγοντες που θα πρέπει να επιδρούν στο σκάφος.
Αυτό το drift είναι της τάξης του 9x10^-9 Hz/s που είναι μέσα στις δυνατότητες μέτρησης (αυτό είναι θέμα ρολογιών).
Η όλη ιστορία δεν προκύπτει δηλαδή από τον προσδιορισμό απευθείας της θέσης του διαστημοπλοίου, για να υπάρχει θέμα ακρίβειας αυτής της μέτρησης.

Επειδή λοιπόν είναι αρκετά λεπτό το θέμα και παίζουν πολλοί παράγοντες, θα μπορούσε να οφείλεται και σε "τεχνικά προβλήματα", αλλά νομίζω ότι έχει γίνει πολύ δουλειά στην κατεύθυνση του να αποκλειστεί αυτό το ενδεχόμενο. Υπάρχουν όμως ακόμα Unresolved questions.

Άχριστος είπε...

Από εδώ:
[..]With these data sets and more detailed studies of all the systematics, we now give a result, of aP = (8.74 ± 1.33) × 10^−8 cm/s².[..]
Εξάλου νομίζω πως δεν είναι και τόσο μικρή αυτή η "επιτάχυνση", μιας και τα δεδομένα από τον 10 διήρκεσαν 10+ χρόνια και άρα η διαφορά στην "ταχύτητα" (στο doppler shift) θα πρέπει να έγινε ξεκάθαρη.

Πρέπει να υπάρξει νέο και καλυτερο πείραμα και δεδομένα πάντως ώστε να επιβεβαιωθεί ως "πραγματική επιτάχυνση" (ή όχι) αυτό το φαινόμενο.
[..]Until more is known, we must admit that the most likely cause of this effect is an unknown systematic. (We ourselves are divided as to whether “gas leaks” or “heat” is this “most likely cause.”)[..] (XII. CONCLUSIONS)

Γιώργος είπε...

Πάντως οι μελέτες που αναφέρετε και εσύ vagelford και ο αχριστος είναι "σχολείο" κανονικό. Πολύ καλες δουλειές.

egrgr είπε...

Δε βλέπω το προβλημα να λύνεται μόνο με τα δεδομένα του Pioneer + δυστυχώς το βλέπω και λίγο απιθανο να δωθούν λεφτά για μια αποστολή που σα βασικο στοχο θα έχει να μελετήσει την πιθανή ύπαρξη αυτής της ανωμαλίας.

Επίσης, το θέμα της "υπεβολικής τροχιας" είναι λίγο λεπτο: η ανωμαλία εμφανίζεται οταν το σκάφος μπαινει σε υπεβολικη τροχια ως προς τον Ήλιο... Ηδη όμως βρισκεται σε υπερβολικη τροχια ως προς τη Γη, το Δια, τον Κρονο κλπ κλπ... Αν η ανωμαλία είναι φυσικο φαινομενο + όντως εμφανιζεται μονο οταν η ταχυτητα του διαστημοπλοιου ξεπερνάει την ταχύτητα διαφυγής από τον Ήλιο, τότε το πρόβλημα πρεπει να έχει σχέση με το τοπικο περιβάλλον. Υπάρχει βεβαια και το flyby anomaly...

Vagelford είπε...

Έχεις δίκαιο egrgr. Είναι δύσκολα τα πράγματα. Φαντάζομαι ότι δύσκολα θα σταθεί σαν ανεξάρτητη αποστολή.

Πάντως και για το flyby anomaly έχει προταθεί η ιδέα της αποστολής. Αυτό όμως είναι αρκετά πιο σκοτεινό, γιατί τα δεδομένα είναι λίγα και οι αβεβαιότητες μάλλον μεγάλες.

Αν θυμάμαι καλά, υπάρχουν δύο προβλήματα. Το 1ο έχει να κάνει με το resolution στα δεδομένα και το 2ο έχει να κάνει με το ότι άλλες φορές το βλέπουν και άλλες φορές όχι. Άσε που όταν κάνεις ένα flyby σε έναν πλανήτη παίζουν πολλοί αστάθμητοι παράγοντες.

Και αφού τα λέμε αυτά, έχω δει κάπου να εντάσσεται σε αυτή τη λίστα των ανωμαλιών και το ότι υπάρχει υπόνοια για drift της αστρονομικής μονάδας...

egrgr είπε...

Οντως δύσκολα τα πράγματα... Ολοι εναντιον της προοδου. Μετα και απο αυτο:

http://www.metafysiko.gr/?p=5370

σε τι να ελπιζουμε πλέον;

Vagelford είπε...

LOL egrgr...

Oblivion είπε...

Ωραίο το θεματάκι.

Με όλο το θάρρος, αν μπορείς σε κανένα μελλοντικό thread ασχολήσου με το φαινόμενο Dark Flow, μιας και σε βλέπω ότι ασχολείσαι σοβαρά με το θέμα της φυσικής.Είναι ενδιαφέρον το θεματάκι και αν ας πούμε επιβεβαιωθεί δεν θα καταρριφθεί το μοντέλο του big bang?

Vagelford είπε...

LOL Oblivion.

Για την ακρίβεια, το επόμενο θέμα που σκεφτόμουν να γράψω παίζει και με το Dark Flow.

Βγήκε μια εργασία πρόσφατα (για την ακρίβεια έχει σταλεί στο PRL και θα δούμε αν θα δημοσιευτεί) στην οποία ισχυρίζονται ότι βρήκαν μια διπολική ανισοτροπία στην μετρούμενη σταθερά της λεπτής υφής μακρινών γαλαξιών. Ο άξονας του διπόλου είναι λέει στην ίδια διεύθυνση που είναι και το Dark Flow.

Τώρα, τόσο το Dark Flow όσο και η ανισοτροπία στηρίζονται (από τα λίγα που έχω δει, δεν το έχω ψάξει ακόμα αρκετά) στα παρατηρούμενα doppler. Ε, όπως και να έχει, αυτό είναι ύποπτο και ειδικότερα αν σκεφτεί κανείς ότι φαίνεται να είναι κοντά και στο δίπολο του CMB (και πάλι θέλει περισσότερο ψάξιμο αυτό). Μπορεί δηλαδή να είναι κάποιο συστηματικό που δεν έχει αφαιρεθεί από τα δεδομένα (αυτό και αν θέλει ψάξιμο).

Όταν τα κοιτάξω, θα γράψω κάτι σχετικά γιατί το θέμα με ενδιαφέρει και εμένα πολύ.

Ανώνυμος είπε...

σχετικά με την ανώμαλη παρατηρούμενη επιτάχυνση, δεν έχει γίνει καμιά πρόοδος με νέα δεδομένα; Βλέπω συνέχεια την ίδια και την ίδια γραφική παράσταση εδώ και χρόνια. Νέα data δεν ελέγχουν για μεγαλύτερες αποστάσεις;

Vagelford είπε...

Κοίταξε, τα Pioneer έχουν σταματήσει να επικοινωνούν με τη Γη εδώ και μερικά χρόνια, άρα από τότε δεν υπάρχουν νέα δεδομένα.

Αυτό που έχει γίνει από την εποχή που διαπιστώθηκε η ανωμαλία, ήταν να αρχίσουν να ψάχνουν τα παλαιότερα δεδομένα της τηλεμετρίας των διαστημοπλοίων. Σχετικά πρόσφατα, μπόρεσαν να βρουν και τα πιο παλιά δεδομένα και να τα επεξεργαστούν. Όπως λέει και το review, περιμένουν να βγουν τα αποτελέσματα αυτής της επεξεργασίας, για να έχουν μια καλύτερη εικόνα για το πότε ξεκινάει το acceleration και για το πόσο σταθερό είναι.

Ανώνυμος είπε...

ναι φίλε το ξέρω αυτό, για τα παλιά δεδομένα αναφερόμουν και εγώ που όλο λένε ότι τα ψάχνουν και ακόμη τίποτα. Να σε ρωτήσω, πιστεύω ότι έχω κάτι για αυτό και θέλω να το δημοσιεύσω. Το πρόβλημα είναι ότι αν είμαι εγώ σωστός, τότε είναι λάθος η GR, επομένως όπως καταλαβαίνεις όπου το πω θα γελάνε μαζί μου. Πάντως πάραυτα αποδεικνύω ΠΟΙΟΤΙΚΑ την σταθερή επιτάχυνση και προβλέπω ότι σε μεγαλύτερες επιταχύνσεις θα αρχίσει να πέφτει ασυμπτωτικά προς το 0. Είναι γενικά πολύ exotic η theory μου :) Πιστεύεις ότι θα ήταν καλά να σηκώσω το paper σε κανένα arxiv να υπάρχει, ή να το στείλω σε κάποιο journal και... όπτι γίνει;!

Vagelford είπε...

Κοίτα, εγώ θα σου πρότεινα να το στείλεις κατευθείαν σε περιοδικό. Αν το βάλεις στο arXiv δεν θα έχεις feedback, ενώ από το περιοδικό θα το περάσουν τουλάχιστον από referee, ο οποίος θα κάνει σχόλια πάνω στη δουλειά σου. Όταν θα έχεις μια πρώτη εικόνα, μετά το βάζεις και στο arXiv αν πιστεύεις ότι αξίζει.

Να σου θυμίσω όμως ότι αυτό που λες σχετικά με την έξτρα επιτάχυνση ή διαφορετική επιτάχυνση σε χαμηλές επιταχύνσεις, είναι η κατεύθυνση στην οποία έχουν κινηθεί διάφορα μοντέλα, όπως πχ. το MOND και το MOG και από ότι ξέρω δεν δίνουν ικανοποιητικό αποτέλεσμα. Μην ξεχνάς ότι πρέπει να είσαι συνεπής και με τα solar system tests κλπ.
Αυτό σημαίνει ότι δεν αρκεί το ποιοτικό. Πρέπει να έχεις και κάτι ποσοτικό.

Φαντάζομαι πάντως ότι όταν λες πάει περίπατο η GR εννοείς την κλασσική της μορφή με δράση Einstein-Hilbert, γιατί γενικά η GR έχει πολλά πειράματα που τουλάχιστον το weak και το Einstein equivalence principle το επαληθεύουν αρκετά καλά (που υπονοούν ουσιαστικά τον μετρικό χαρακτήρα της βαρύτητας δηλαδή, δες του Clifford Will το "Theory and experiment in gravitational physics", το 2ο κεφάλαιο ή δες το σχετικό άρθρο του ιδίου στο Living Reviews που έχω το link στην αρχή, αλλά και στην μπάρα στο πλάι).

Ανώνυμος είπε...

Κοιτα αν είναι να βγαλω ποσοτικό... χαιρέτα μου τον πλάτανο. Εκτός του ότι είναι εξαρχής πολύ δύσκολο, θέλει να κάτσω να διαβάσω επι μηνες GR και όλα τα παρακλάδια της... Και να σκεφτείς ότι κάνω ήδη PhD σε computer science, οπότε καληνύχτα μας! (Το ΜΟΝD φαίνεται να δουλευει καλα παντως για το αλλο μεγαλο ανοικτό πρόβλημα με την περιστροφική κίνηση των γαλαξιών)

Ωστόσο η ποιοτική ανάλυση που έχω επιβεβαιώνει την (σχεδον) σταθερή επιτάχυνση αλλά απαιτεί σύγκλιση στο 0 (σε άπειρη απόσταση) και φοβάμαι αν προσέξεις από την γραφική παράσταση ότι σαν να έχει ήδη ξεκινήσει για τον Pioneer 11 μια μικρή κάθοδος στην unmodeled acceleration. Φανταζεσαι όταν θα ερθουν τα νεα δεδομενα να δειξει πτωση και συγκλιση;;; Θα τραβαω τα μαλλιά μου.

Αυτό που με προβληματιζει περισσότερο είναι ότι το μοντέλο δουλεύει (και πάλι ποιοτικά) για την flyby anomaly και συγκεκριμένα για την αυξηση της ταχυτητας των craft τη στιγμη που περνάνε από το περιγειο αλλά με διαρκώς μειούμενο ρυθμό.

Σκέφτομαι να το στείλω αλλά φοβάμαι μη με κράξουν, γιατί είναι πολύ exotic, ουσιαστικά είναι η GR αλλά με κβαντισμένο χωροχρονο. Δεν είναι δυνατό να σταθεί paper χωρίς ακριβείς εξισώσεις...

Ανώνυμος είπε...

παρεπιπτόντως ξέρουμε πόσο χρόνο διαρκεί η μετάπτωση ενός ηλεκτρονίου απο ψηλότερη σε χαμηλότερη στοιβάδα; Προφανώς και παίζει Heisenberg οπότε όχι, αλλά υποπτέυομαι ότι ο χρόνος αυτός είναι μηδενικός (0).

Vaggelis1984 είπε...

Μόλις το δημοσίευσα :)

Vagelford είπε...

Κοίταξε Ανώνυμος, δεν μπορώ να σου πω και πολλά έτσι στον αέρα.

Πάντως σχετικά με το Pioneer anomaly υπάρχει και μια ακόμα δουλειά σχετικά με το αν είναι βαρυτικής φύσης από τον L. Iorio με τίτλο, Does the Neptunian system of satellites challenge a gravitational origin for the Pioneer anomaly?, η οποία λέει ουσιαστικά ότι από τα δεδομένα που έχουμε για τις τροχιές κάποιων φεγγαριών του Ποσειδώνα (Τρίτωνας, Νιηρίδα και Πρωτέας) μπαίνουν κάποιοι περιορισμοί στο ενδεχόμενο της βαρυτικής φύσης της ανωμαλίας.

Βαγγέλη, τι δημοσίευσες;

Ανώνυμος είπε...

ναι, μα κατά το μοντέλο μου αν η κίνηση είναι κυκλική τότε δεν υπάρχει καμία ανωμαλία. Όταν γίνεται ελλειπτική αρχίζει να εμφανίζεται, μετά στην υπερβολικη γίνεται εντονότερη και τέλος στην radial παίρνει την μεγαλύτερη της διαφορά (δηλαδή αυτό που προβλεπει η υπάρχουσα θεωρία με το μοντέλο μου). τελοσπάντων, αυτό το θέμα δε λύνεται έτσι. αλλά, αν είχες, φίλε, υποψη κάποιο περιοδικό που θα μπορούσα να το έστελνα και, ακόμη και αν λέω βλακείες, να μην με παίρνανε με τις ντομάτες πες μου. ευχαριστώ

egrgr είπε...

Μου φαινεται πάντως εντυπωσιακο (εως και λιγο ακραιο) που έχουν υπολογίσει παράγοντες όπως η πιεση ηλιακής ακτινοβολιας πχ., με τοσο μικρο σφάλμα, δεδομένου οτι η ακτινοβολία απο τον Ήλιο πχ. μεταβάλλεται τοσο με την περιστροφή του Ηλιου (αναλογα πχ. πόσες ηλιακες κηλίδες υπάρχουν στα διάφορα ηλιογραφικά μήκη), με τον ηλιακο κυκλο κλπ. Φαντάζομαι αυτο εχει ελεχθεί, αλλα όπως και να 'χει μου προκαλει απορια.

Επισης, δεν ξέρω αν το γεγονος πως όσο απομακρυνομαστε απο τον Ήλιο, η συνεισφορα της μάζας του Ηλιακου συστήματος που έλκει τα διαστημοπλοια αλλάζει. Αυτο το λέω με τη λογικη της απλης εφαρμογής που λεει πως αν ειμαστε στο εσωτερικο μιας οσφαιρας, η βαρυτητα που νιώθουμε προέρχεται μονο απο τα στρώματα που βρισκοντια απο "κάτω" μας. Βεβαια, το ηλιακο σύστημα δεν ειναι σφαιρα με ομοιομορφη ή συμμετρικη κατανομή μάζας, αλλα μήπως αυτο το φαινομενο λειτουργει σε κάποιο βαθμό; Πχ., συμπτωματικα τα Pioneer μπαινουν σε υπερβολικη τροχια μετα τα flyby από το Δια. Τοτε αρχιζει και εμφανιζεται και η ανωμαλία. Ταυτοχρονα όμως αυτη ειναι και η περιοδος που αφήνουν πίσω τους τη ζώνη των αστεροειδών...

Επισης, όσο απομακρυνονται τα Pioneer, τοσο αυξάνει και η μάζα ηλιακου ανεμου, σκονης κλπ που αφηνουν πισω. Παιζει άραγε ρόλο αυτο;

Vaggelis1984 είπε...

@Vagelford πλάκα κάνω :)
Θέλω να προλάβω να δημοσιεύσω την ιδεά του ανώνυμου!!

Ανώνυμος είπε...

καλα καλα οταν θα παρω το νομπελ να σε δω τι θα λες!

Ανώνυμος είπε...

Να το !
"Μυστηριώδης" δύναμη έλκει διαστημικό σκάφος της Nasa!

(Ο τίτλος μου θυμίζει της ελκτικές ακτίνες που παγίδευαν τα εχθρικά διαστημικά σκάφη στο Star Trek)

http://www.pyles.tv/News/diastima/Pioneer-10-attracted-by-sun.aspx

Vagelford είπε...

LOL Ανώνυμος... Δεν είναι και πολύ τραγικό πάντως. Θα μπορούσα να το φανταστώ και χειρότερο, πχ. "Ο Θεός σταματά το Pioneer..."

Θέλω να πω και κάτι σχετικά με το τελευταίο που ρωτά ο egrgr, δηλαδή το αν επειδή το διαστημόπλοιο "βλέπει" περισσότερο ηλιακό άνεμο μήπως οφείλεται εκεί το effect.

Πράγματι μπορείς να θεωρήσεις ότι επειδή ο ηλιακός άνεμος "γεμίζει" το χώρο του ηλιακού συστήματος, καθώς βγαίνει κάποιος προς τα έξω, θα βλέπει όλο και μεγαλύτερη σφαίρα με υλικό και άρα μεγαλύτερη μάζα.
Το θέμα είναι όμως ότι ο ηλιακός άνεμος είναι μια ροή σωματιδίων από τον Ήλιο που κινείται με πολύ μεγάλη ταχύτητα προς τα έξω η οποία είναι και μεγαλύτερη από την ταχύτητα των Pioneer. Άρα, κάθε δεδομένη στιγμή, στην ακτίνα των διαστημοπλοίων θα υπάρχει μια ροή μάζας προς τα έξω (στο σύστημα του διαστημοπλοίου) η οποία θα ελαττώνει την μάζα που θα περιέχεται στην σφαίρα με ακτίνα όση η απόσταση του διαστημοπλοίου από τον Ήλιο. Πέρα από αυτό όμως, και πάλι νομίζω ότι το effect είναι πολύ μικρότερο από όλα τα υπόλοιπα που μπορεί να παίζουν.

Σχετικά τώρα με την συνεισφορά των υπόλοιπον πλανητών, φαντάζομαι ότι αυτές οι διαταραχές υπολογίζονται στον προσδιορισμό της τροχιάς και ακόμα έχουμε και το γεγονός ότι τα δύο διαστημόπλοια πάνε προς διαφορετικές κατευθύνσεις και άρα δεν θα μπορούσαν να έχουν την ίδια επιτάχυνση αν η αιτία ήταν κάτι τέτοιο.

Πάντως χονδρικά, η επιτάχυνση από ένα σώμα της μάζας του Δία βγαίνει στην σωστή τάξη μεγέθους στην απόσταση των Pioneers τώρα (10^-9 m/s^2 στις 70 AU), αλλά είναι εκτός των άλλων και προς λάθος κατεύθυνση μάλλον.

egrgr είπε...

Σωστά Vagelford / thanx για τη διόρθωση... Στην ουσια αυτη η ροή μάζας υποδηλώνει πως πηγή του ηλιακού ανέμου (ο Ηλιος) χάνει σταδιακά μάζα. Αυτή η απώλεια μάζας θα προκαλέι, λογικά, αντιστροφη επιτάχυνση απο αυτή που παρατηρείται.

Όσον αφορά για τη συνεισφορά πλανητών, λογικά αυτή μπορει να εκτιμηθει - πιο πολύ είχα υποψην μου τη συνεισφορά ζώνης αστεροειδών, που μπορει να θεωρήθει πως σε κάποιο βαθμο αποτελεί μια συμμετρική κατανομή μάζας σε έναν όγκο με σχήμα τόρου. Η επιτάχυνση συνολικα απο μια τέτοια κατανομή θα ειναι ακτινική.

Vagelford είπε...

Κοίταξε, αν δεις ότι η επιτάχυνση από τον Δία είναι της τάξης του 10^-9, οι αστεροειδείς θα πρέπει να συνεισφέρουν κάτι πολύ λιγότερο (η συνολική μάζα των αστεροειδών είναι της τάξης του 3x10^21, ενώ η μάζα του Δία είναι περίπου 2x10^27, δηλαδή 6 τάξεις μεγέθους διαφορά).

Το άλλο σενάριο είναι η επίδραση από κάποιο σώμα από τη ζώνη του Kuiper, αλλά αν δεν κάνω λάθος έχει ελεγχθεί και αποκλειστεί αυτό το ενδεχόμενο.