Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Czy winne jest światło?
Festiwal Nauki
Festiwal Nauki
Festiwal Nauki
Festiwal Nauki
w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
w Centrum Fizyki Teoretycznej PAN
Czy winne jest światło?
16 września 2006
•Program badania Układu Słonecznego
•Lata 1958-1978, 20 sond
•Pierwsze misje: w kierunku Księżyca,
między orbitą Ziemi a Wenus,
pomiary promieniowania Słońca
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
pomiary promieniowania Słońca
Najsłynniejsze: Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
•Badanie zewnętrznych planet:
Jowisza i Saturna
•Pierwsze sztuczne obiekty, które
opuściły Układ Słoneczny
Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
Pionier 10 i 11
Gdzie teraz jest Pionier 10?
Gdzie teraz jest Pionier 10?
Gdzie teraz jest Pionier 10?
Gdzie teraz jest Pionier 10?
90 razy dalej od Słońca
niż Ziemia, światło
przebywa tę odległość
w ponad 12 godzin
Za ok. 2 mln lat
dotrze do
Aldebarana...
...z tabliczką
- listem do
kosmitów ☺
Anomalia sond Pionier
Przed wystrzeleniem sondy kosmicznej oblicza się jej
przewidywaną orbitę, uwzględniając m.in.:
•tory planet
•przyciąganie grawitacyjne
•efekty relatywistyczne...
?
•efekty relatywistyczne...
Można następnie porównać przewidywane
położenie i prędkość z rzeczywistym.
W przypadku sond Pionier nie zgadza się!
W przypadku sond Pionier nie zgadza się!
W przypadku sond Pionier nie zgadza się!
W przypadku sond Pionier nie zgadza się!
Pomiary wykazują, że sondy są hamowane
pewną niewielką, nie przewidzianą siłą!
Jak mierzyć prędkość sondy?
Do bardzo dokładnego mierzenia prędkości Pioniera
wykorzystuje się efekt Dopplera
efekt Dopplera
efekt Dopplera
efekt Dopplera.
Wysokość dźwięku zależy
od prędkości jego źródła:
Podobnie jest dla fal
radiowych:
v
Wyższy dźwięk
Niższy dźwięk
Anomalia sond Pionier (2)
Można obliczyć, o ile powinna zmienić się
częstość sygnału radiowego po przesłaniu
go do sondy i z powrotem...
... a następnie porównać tę
... a następnie porównać tę
częstość z wynikiem obserwacji.
Wykres pochodzi z pracy
Indication, from Pioneer 10/11...,
J.D. Anderson i in.
Gdzie tkwi błąd?
Tego nikt nie wie!!!
Czy winne jest światło?
Pierwsza z możliwości: za anomalię odpowiada jakiś
„klasyczny” efekt, którego nie wzięliśmy pod uwagę:
•nieznane, niewidoczne obiekty w Układzie
Słonecznym
Być może winne jest światło, dokładniej: fale radiowe,
którymi mierzymy prędkość.
•pył międzyplanetarny, hamujący sondę
•rozszerzanie się Wszechświata
•...
A może nowe prawa fizyki?
Skoro nie udaje się wyjaśnić anomalii Pioniera w
obrębie znanych zjawisk, to może jesteśmy na tropie
nowych praw fizyki?
Zmieńmy
Teoria
Pole
Ciemna
Zmieńmy
teorię
względności!
Teoria
strun!
Pole
skalarne!
Zmodyfikowana
grawitacja!
Ciemna
materia!
Pierwsza planeta odkryta na
podstawie matematycznych
przewidywań:
Odkrycie Neptuna
•tablice ruchu Urana
•obserwacje Urana pokazały
Zaburzenia ruchu Urana udało się wyjaśnić
w ramach znanej fizyki;
ich badanie doprowadziło do odkrycia nowej planety.
•obserwacje Urana pokazały
rozbieżność z tablicami
•okazało się, że ruch Urana
zaburza inna, nieznana planeta
Promieniowanie cieplne
Rozgrzane ciała świecą w różny
sposób w zależności od
temperatury.
Natężenie
Klasyczna teoria
Długość fali
Natężenie
Doświadczenie
W tym przypadku badanie
rozbieżności między teorią a
doświadczeniem doprowadziło
do mechaniki kwantowej
mechaniki kwantowej
mechaniki kwantowej
mechaniki kwantowej,
nowej teorii fizycznej.
Co dalej z anomalią Pioniera?
Dokładne zbadanie anomalii
sond Pionier może nas
doprowadzić do lepszego
zrozumienia znanych zjawisk
fizycznych...
fizycznych...
... a może nawet do odkrycia nowych praw fizyki!
Dlatego warto przyjrzeć się temu zjawisku dokładnie!
Plany na przyszłość
Ilustracja pochodzi z pracy
A mission to explore the Pioneer anomaly,
H. Dittus i in.