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
Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Anomalia sond Pionier
Czy winne jest światło?
Czy winne jest światło?
16 września 2006
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
Sondy kosmiczne Pionier
" Program badania Układu Słonecznego
" Lata 1958-1978, 20 sond
" Pierwsze misje: w kierunku Księ\
yca,
między orbitą Ziemi a Wenus,
pomiary promieniowania Słońca
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?
Za ok. 2 mln lat 90 razy dalej od Słońca
ni\
Ziemia, światło
dotrze do
przebywa tę odległość
Aldebarana...
w ponad 12 godzin
...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...
Mo\
na następnie porównać przewidywane
poło\
enie 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, \
e 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 dz
więku zale\
y Podobnie jest dla fal
od prędkości jego z
ródła: radiowych:
v
Wy\
szy dz
więk
Ni\
szy dz
więk
Anomalia sond Pionier (2)
Mo\
na 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.
Gdzie tkwi błąd?
Tego nikt nie wie!!!
Wykres pochodzi z pracy Indication, from Pioneer 10/11...,
J.D. Anderson i in.
Czy winne jest światło?
Pierwsza z mo\
liwości: za anomalię odpowiada jakiś
 klasyczny efekt, którego nie wzięliśmy pod uwagę:
" nieznane, niewidoczne obiekty w Układzie
Słonecznym
" pył międzyplanetarny, hamujący sondę
" rozszerzanie się Wszechświata
" ...
Być mo\
e winne jest światło, dokładniej: fale radiowe,
którymi mierzymy prędkość.
A mo\
e nowe prawa fizyki?
Skoro nie udaje się wyjaśnić anomalii Pioniera w
obrębie znanych zjawisk, to mo\
e jesteśmy na tropie
nowych praw fizyki?
Zmieńmy Pole
Zmieńmy Pole
Teoria
Teoria
Ciemna
Ciemna
teorię Zmodyfikowana skalarne!
strun!
materia!
względności!
grawitacja!
Odkrycie Neptuna
Pierwsza planeta odkryta na
podstawie matematycznych
przewidywań:
" tablice ruchu Urana
" obserwacje Urana pokazały
" obserwacje Urana pokazały
rozbie\
ność z tablicami
" okazało się, \
e ruch Urana
zaburza inna, nieznana planeta
Zaburzenia ruchu Urana udało się wyjaśnić
w ramach znanej fizyki;
ich badanie doprowadziło do odkrycia nowej planety.
Promieniowanie cieplne
Rozgrzane ciała świecą w ró\
ny
sposób w zale\
ności od
temperatury.
Klasyczna teoria
Natę\
enie
Natę\
enie
Doświadczenie
W tym przypadku badanie
rozbie\
ności między teorią a
doświadczeniem doprowadziło
do mechaniki kwantowej
mechaniki kwantowej,
mechaniki kwantowej
mechaniki kwantowej
nowej teorii fizycznej.
Długość fali
Co dalej z anomalią Pioniera?
Dokładne zbadanie anomalii
sond Pionier mo\
e nas
doprowadzić do lepszego
zrozumienia znanych zjawisk
fizycznych...
fizycznych...
... a mo\
e 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.