La anomalía Pioneer , o efecto Pioneer , fue la desviación observada en las aceleraciones previstas de las sondas Pioneer 10 y Pioneer 11 después de que recorrieran aproximadamente 20 unidades astronómicas (3 × 10⁹ km; 2 × 10⁹ millas ) en sus trayectorias fuera del Sistema Solar . Esta aparente anomalía fue objeto de gran interés durante muchos años , pero posteriormente se explicó por la presión de radiación anisotrópica causada por la pérdida de calor de las sondas.
Ambas naves espaciales Pioneer están escapando del Sistema Solar, pero se están desacelerando bajo la influencia de la gravedad del Sol . Tras un examen muy minucioso de los datos de navegación, se descubrió que las naves espaciales se estaban desacelerando un poco más de lo esperado. El efecto es una aceleración extremadamente pequeña hacia el Sol, de(8,74 ± 1,33) × 10 −10 m/s 2 , lo que equivale a una reducción de la velocidad de salida por1 km/h durante un período de diez años. Las dos naves espaciales fueron lanzadas en 1972 y 1973. La aceleración anómala se detectó por primera vez ya en 1980, pero no se investigó seriamente hasta 1994. [ 1 ] La última comunicación con cualquiera de las naves espaciales fue en 2003, pero el análisis de los datos registrados continúa.
Se propusieron diversas explicaciones, tanto del comportamiento de las naves espaciales como de la propia gravedad, para explicar la anomalía. Entre 1998 y 2012, se aceptó una explicación en particular. Las naves espaciales, rodeadas por un vacío ultraalto y alimentadas cada una por un generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG), solo pueden disipar calor mediante radiación térmica . Si, debido al diseño de la nave, se emite más calor en una dirección específica por lo que se conoce como anisotropía radiativa , la nave se aceleraría ligeramente en la dirección opuesta a la radiación emitida en exceso debido al retroceso de los fotones térmicos . Si la radiación en exceso y la presión de radiación resultante apuntaran en dirección opuesta al Sol, la velocidad de la nave alejándose del Sol disminuiría a un ritmo mayor del que se podría explicar mediante fuerzas previamente reconocidas, como la gravedad y la fricción residual debida al medio interplanetario (vacío imperfecto).
Para 2012, varios artículos de diferentes grupos, que reanalizaban las fuerzas de presión de radiación térmica inherentes a la nave espacial, demostraron que un análisis cuidadoso de esto explica toda la anomalía; por lo tanto, la causa es mundana y no apunta a ningún fenómeno nuevo ni a la necesidad de actualizar las leyes de la física. [ 2 ] [ 3 ] El análisis más detallado hasta la fecha, realizado por algunos de los investigadores originales, examina explícitamente dos métodos de estimación de las fuerzas térmicas, concluyendo que no hay "diferencia estadísticamente significativa entre las dos estimaciones y [...] que una vez que se tiene en cuenta adecuadamente la fuerza de retroceso térmico , no queda ninguna aceleración anómala". [ 4 ]
Descripción
Las sondas Pioneer 10 y 11 fueron enviadas a misiones a Júpiter y Júpiter/ Saturno , respectivamente. Ambas naves espaciales estaban estabilizadas por rotación para mantener sus antenas de alta ganancia apuntando hacia la Tierra mediante fuerzas giroscópicas . Aunque las naves incluían propulsores, después de los encuentros planetarios se utilizaron únicamente para maniobras de escaneo cónico semestrales para rastrear la Tierra en su órbita, [ 5 ] lo que las dejó en una larga fase de "crucero" a través del Sistema Solar exterior. Durante este período, ambas naves fueron contactadas repetidamente para obtener diversas mediciones de su entorno físico , proporcionando información valiosa mucho después de que sus misiones iniciales hubieran finalizado.
Debido a que las naves espaciales volaban prácticamente sin impulsos de estabilización adicionales durante su "crucero", es posible caracterizar la densidad del medio solar por su efecto en el movimiento de las naves. En el Sistema Solar exterior, este efecto sería fácilmente calculable, basándose en mediciones terrestres del entorno del espacio profundo . Al tener en cuenta estos efectos, junto con todos los demás efectos conocidos, la posición calculada de las Pioneer no coincidía con las mediciones basadas en el tiempo de retorno de las señales de radio enviadas por las naves. Estas mediciones mostraban consistentemente que ambas naves se encontraban más cerca del Sistema Solar interior de lo que deberían, a miles de kilómetros de distancia ; una diferencia pequeña en comparación con su distancia al Sol, pero estadísticamente significativa. Esta aparente discrepancia aumentó con el tiempo a medida que se repetían las mediciones, lo que sugiere que la causa de la anomalía seguía actuando sobre las naves.
A medida que la anomalía crecía, parecía que las naves espaciales se movían más despacio de lo esperado. Las mediciones de la velocidad de las naves espaciales mediante el efecto Doppler demostraron lo mismo: el desplazamiento al rojo observado era menor de lo esperado, lo que significaba que las sondas Pioneer se habían ralentizado más de lo previsto.
Cuando se tuvieron en cuenta todas las fuerzas conocidas que actuaban sobre la nave espacial, quedó una fuerza muy pequeña pero inexplicable. Parecía causar una aceleración aproximadamente constante hacia el sol .(8,74 ± 1,33) × 10 −10 m/s 2 para ambas naves espaciales. Si las posiciones de las naves espaciales se predijeron con un año de anticipación basándose en la velocidad medida y las fuerzas conocidas (principalmente la gravedad), en realidad se encontró que eran algunas400 km más cerca del sol a finales de año. Ahora se cree que esta anomalía se debe a las fuerzas de retroceso térmico inherentes a las naves espaciales.
Explicación: fuerza de retroceso térmico
A partir de 1998, se sugirió que la fuerza de retroceso térmico se había subestimado [ 6 ] [ 7 ] y que tal vez podría explicar toda la anomalía [ 8 ] . Sin embargo, calcular con precisión las fuerzas térmicas era difícil, ya que requería registros de telemetría de las temperaturas de la nave espacial y un modelo térmico detallado, ninguno de los cuales estaba disponible en ese momento. Además, todos los modelos térmicos predecían una disminución del efecto con el tiempo, lo cual no se observó en el análisis inicial.
Una a una, estas objeciones fueron abordadas. Se encontraron muchos de los antiguos registros de telemetría y se convirtieron a formatos modernos. [ 9 ] Esto proporcionó cifras de consumo de energía y algunas temperaturas para partes de la nave espacial. Varios grupos construyeron modelos térmicos detallados, [ 3 ] [ 10 ] [ 11 ] que pudieron compararse con las temperaturas y potencias conocidas, y permitieron un cálculo cuantitativo de la fuerza de retroceso. El período más extenso de registros de navegación mostró que la aceleración, de hecho, estaba disminuyendo. [ 12 ]
En julio de 2012, Slava Turyshev y colaboradores publicaron un artículo en Physical Review Letters que explicaba la anomalía. El trabajo exploraba el efecto de la fuerza de retroceso térmico sobre Pioneer 10 y concluía que «una vez que se tiene en cuenta adecuadamente la fuerza de retroceso térmico, no queda ninguna aceleración anómala». [ 4 ] Aunque el artículo de Turyshev y colaboradores contiene el análisis más detallado hasta la fecha, la explicación basada en la fuerza de retroceso térmico cuenta con el respaldo de otros grupos de investigación independientes, que utilizan diversas técnicas computacionales. Algunos ejemplos incluyen: «la presión de retroceso térmico no es la causa de la anomalía del sobrevuelo de Rosetta , pero probablemente resuelve la aceleración anómala observada en Pioneer 10 ». [ 3 ] y «Se demuestra que toda la aceleración anómala puede explicarse mediante efectos térmicos». [ 13 ]
Indicaciones de otras misiones
Las sondas Pioneer eran idóneas para descubrir este efecto, ya que habían estado volando durante largos periodos de tiempo sin correcciones de rumbo adicionales. La mayoría de las sondas espaciales lanzadas después de las Pioneer se detuvieron en uno de los planetas o utilizaron propulsión durante toda su misión.
Las Voyagers siguieron un perfil de misión similar al de las Pioneer, pero no contaban con estabilización por rotación. En cambio, requerían encendidos frecuentes de sus propulsores para mantener la alineación con la Tierra mediante el control de actitud . Las naves espaciales como las Voyagers experimentan pequeños e impredecibles cambios de velocidad como efecto secundario de los frecuentes encendidos del control de actitud. Este «ruido» dificulta la medición de pequeñas aceleraciones, como el efecto Pioneer; aceleraciones de hasta 10⁻⁹ m / s² serían indetectables. [ 14 ]
Las naves espaciales más recientes han utilizado la estabilización por rotación durante parte o la totalidad de su misión, incluidas Galileo y Ulysses . Estas naves indican un efecto similar, aunque por diversas razones (como su relativa proximidad al Sol) no se pueden extraer conclusiones definitivas de estas fuentes. La misión Cassini cuenta con ruedas de reacción y propulsores para el control de actitud, y durante el crucero podía depender durante largos periodos únicamente de las ruedas de reacción, lo que permitía realizar mediciones de precisión. También disponía de generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) montados cerca del cuerpo de la nave, que irradiaban kilovatios de calor en direcciones difíciles de predecir. [ 15 ]
Después de que Cassini llegó a Saturno, perdió una gran fracción de su masa debido al combustible utilizado en la maniobra de inserción y la liberación de la sonda Huygens . Esto aumenta la aceleración causada por las fuerzas de radiación porque actúan sobre una masa menor. Este cambio en la aceleración permite medir las fuerzas de radiación independientemente de cualquier aceleración gravitatoria. [ 16 ] La comparación de los resultados de crucero y de órbita de Saturno muestra que, para Cassini , casi toda la aceleración no modelada se debió a las fuerzas de radiación, con solo una pequeña aceleración residual, mucho menor que la aceleración de Pioneer y con signo opuesto. [ 17 ]
La aceleración no gravitacional de la sonda espacial New Horizons se ha medido en aproximadamente1,25 × 10 −9 m/s 2 hacia el sol, [ 18 ] algo mayor que el efecto en Pioneer. El modelado de los efectos térmicos indica una aceleración esperada hacia el sol de1,15 × 10 −9 m/s 2 , [ 19 ] y dadas las incertidumbres, la aceleración parece consistente con la radiación térmica como fuente de las fuerzas no gravitacionales medidas. La aceleración medida está disminuyendo lentamente como cabría esperar de la disminución de la producción térmica del RTG.
Posibles problemas con la solución térmica
Existen dos características de la anomalía, tal como se informó originalmente, que no se abordan en la solución térmica: las variaciones periódicas de la anomalía y el inicio de la anomalía cerca de la órbita de Saturno.
En primer lugar, la anomalía presenta una periodicidad anual aparente y una periodicidad diaria sideral terrestre aparente con amplitudes que son formalmente mayores que el margen de error. [ 20 ] Sin embargo, el mismo artículo también afirma que este problema probablemente no esté relacionado con la anomalía: «Los términos anuales y diurnos son muy probablemente manifestaciones diferentes del mismo problema de modelado. [...] Este problema de modelado surge cuando existen errores en cualquiera de los parámetros de la orientación de la nave espacial con respecto al marco de referencia elegido».
Segundo, el valor de la anomalía medido durante un período durante y después del encuentro de Pioneer 11 con Saturno tuvo una incertidumbre relativamente alta y un valor significativamente menor. [ 20 ] [ 21 ] El artículo de Turyshev et al. de 2012 comparó el análisis térmico solo con Pioneer 10. La anomalía de Pioneer pasó desapercibida hasta después de que Pioneer 10 pasó su encuentro con Saturno. Sin embargo, el análisis más reciente afirma: "La Figura 2 sugiere fuertemente que el "inicio" previamente informado de la anomalía de Pioneer puede ser, de hecho, un simple resultado de un modelado erróneo de la contribución térmica solar; esta cuestión puede resolverse con un análisis adicional de los datos de trayectoria temprana". [ 4 ]
Explicaciones propuestas anteriormente
Antes de que se aceptara la explicación del retroceso térmico, otras explicaciones propuestas se dividían en dos categorías : «causas mundanas» o «nueva física». Las causas mundanas incluyen efectos convencionales que se pasaron por alto o se modelaron incorrectamente en el análisis inicial, como errores de medición, empuje por fugas de gas o radiación de calor desigual. Las explicaciones de la «nueva física» proponían una revisión de nuestra comprensión de la física gravitacional .
Si la anomalía Pioneer hubiera sido un efecto gravitacional debido a algunas modificaciones de largo alcance de las leyes conocidas de la gravedad, no habría afectado los movimientos orbitales de los principales cuerpos naturales de la misma manera (en particular, aquellos que se mueven en las regiones en las que la anomalía Pioneer se manifestó en su forma actualmente conocida). Por lo tanto, una explicación gravitacional tendría que violar el principio de equivalencia , que establece que todos los objetos son afectados de la misma manera por la gravedad. Por consiguiente, se argumentó [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ] [ 29 ] [ 30 ] [ 31 ] que las mediciones y modelos cada vez más precisos de los movimientos de los planetas exteriores y sus satélites socavaban la posibilidad de que la anomalía Pioneer fuera un fenómeno de origen gravitacional. Sin embargo, otros creían que nuestro conocimiento de los movimientos de los planetas exteriores y del planeta enano Plutón aún era insuficiente para refutar la naturaleza gravitacional de la anomalía Pioneer. [ 32 ] Los mismos autores descartaron la existencia de una aceleración extra gravitacional tipo Pioneer en las afueras del Sistema Solar utilizando una muestra de objetos transneptunianos . [ 33 ] [ 34 ]
La magnitud del efecto Pioneer((8,74 ± 1,33) × 10 −10 m/s 2 ) es numéricamente bastante cercano al producto ((6,59 ± 0,07) × 10 −10 m/s 2 ) de la velocidad de la luzy la constante de Hubble, sugiriendo una conexión cosmológica , pero ahora se cree que esto no tiene una importancia particular. De hecho, la última revisión del Laboratorio de Propulsión a Chorro (2010) realizada por Turyshev y Toth [ 14 ] afirma descartar la conexión cosmológica al considerar fuentes bastante convencionales, mientras que otros científicos proporcionaron una refutación basada en las implicaciones físicas de los propios modelos cosmológicos. [ 35 ] [ 36 ]
Se supone que los objetos ligados gravitacionalmente, como el Sistema Solar o incluso la Vía Láctea, no participan de la expansión del universo ; esto se sabe tanto por la teoría convencional [ 37 ] como por mediciones directas [ 38 ] . Esto no necesariamente interfiere con las vías que puede tomar la nueva física con los efectos de arrastre de las aceleraciones seculares planetarias de posible origen cosmológico.
Modelo de desaceleración
Se ha considerado posible que, por varias razones, el modelo actual no tenga en cuenta una desaceleración real.
Gravedad
Es posible que la desaceleración sea causada por fuerzas gravitacionales de fuentes no identificadas, como el cinturón de Kuiper o la materia oscura . Sin embargo, esta aceleración no se observa en las órbitas de los planetas exteriores, por lo que cualquier explicación gravitacional genérica tendría que violar el principio de equivalencia (véase inercia modificada más adelante). Del mismo modo, la anomalía no aparece en las órbitas de las lunas de Neptuno, lo que pone en duda la posibilidad de que la anomalía de Pioneer sea un fenómeno gravitacional no convencional basado en la distancia al Sol. [ 30 ]
Arrastrar
La causa podría ser la fricción del medio interplanetario , que incluye polvo , viento solar y rayos cósmicos . Sin embargo, las densidades medidas son demasiado bajas para provocar este efecto.
fugas de gas
Se ha considerado que las fugas de gas , incluido el helio de los generadores termoeléctricos de radioisótopos (RTG) de la nave espacial, son una posible causa. [ 39 ]
Errores de observación o de registro
Se ha planteado la posibilidad de errores de observación, que incluyen errores de medición y de cálculo, como motivo para interpretar los datos como una anomalía. Por lo tanto, esto daría lugar a errores de aproximación y estadísticos. Sin embargo, un análisis posterior ha determinado que es poco probable que existan errores significativos, ya que siete análisis independientes han demostrado la existencia de la anomalía Pioneer hasta marzo de 2010. [ 40 ]
El efecto es tan pequeño que podría tratarse de una anomalía estadística causada por diferencias en la forma en que se recopilaron los datos a lo largo de la vida útil de las sondas. Se realizaron numerosos cambios durante este período, incluyendo cambios en los instrumentos receptores, los sitios de recepción, los sistemas de registro de datos y los formatos de registro. [ 9 ]
Nueva física
Dado que la "anomalía Pioneer" no se manifiesta como un efecto en los planetas, Anderson et al. especularon que sería interesante si se tratara de nueva física . Posteriormente, con la confirmación de la señal con desplazamiento Doppler, el equipo volvió a especular que una posible explicación podría residir en nueva física, o bien en alguna explicación sistémica desconocida. [ 41 ]
aceleración del reloj
La aceleración del reloj fue una explicación alternativa a la aceleración anómala de la nave espacial hacia el Sol. Esta teoría consideraba la expansión del universo , que se creía que creaba un potencial gravitatorio de fondo creciente . Este potencial gravitatorio incrementado aceleraría el tiempo cosmológico. Se propuso que este efecto en particular causa la desviación observada con respecto a las trayectorias y velocidades predichas de las sondas Pioneer 10 y Pioneer 11. [ 41 ]
A partir de sus datos, el equipo de Anderson dedujo una deriva de frecuencia constante de1,5 Hz durante ocho años. Esto podría relacionarse con una teoría de aceleración del reloj, lo que implicaría que todos los relojes cambiarían en relación con una aceleración constante; en otras palabras, que habría una no uniformidad del tiempo. Además, para tal distorsión relacionada con el tiempo, el equipo de Anderson revisó varios modelos que consideran la distorsión del tiempo como un fenómeno. Llegaron al modelo de "aceleración del reloj" tras completar la revisión. Aunque el mejor modelo añade un término cuadrático al Tiempo Atómico Internacional definido , el equipo encontró problemas con esta teoría. Esto llevó entonces a considerar el tiempo no uniforme en relación con una aceleración constante como la teoría más probable. [ nota 1 ] [ 41 ]
Definición de gravedad modificada
La hipótesis de la dinámica newtoniana modificada o MOND propuso que la fuerza de gravedad se desvía del valor newtoniano tradicional a una ley de fuerza muy diferente a aceleraciones muy bajas del orden de10 −10 m/s 2 . [ 42 ] Dadas las bajas aceleraciones aplicadas a la nave espacial mientras se encuentra en el Sistema Solar exterior, MOND podría estar en efecto, modificando las ecuaciones gravitacionales normales. El experimento Lunar Laser Ranging combinado con datos de los satélites LAGEOS refuta que la simple modificación de la gravedad sea la causa de la anomalía Pioneer. [ 43 ] No se ha informado que la precesión de las longitudes de los perihelios de los planetas solares [ 24 ] o las trayectorias de los cometas de largo período [ 44 ] experimenten un campo gravitacional anómalo hacia el Sol de la magnitud capaz de describir la anomalía Pioneer.
Definición de inercia modificada
MOND también puede interpretarse como una modificación de la inercia, quizás debido a una interacción con la energía del vacío , y dicha teoría dependiente de la trayectoria podría explicar las diferentes aceleraciones que aparentemente actúan sobre los planetas en órbita y la nave Pioneer en sus trayectorias de escape. [ 45 ] También se ha propuesto una posible prueba terrestre para obtener evidencia de un modelo diferente de inercia modificada. [ 46 ]
Tiempo paramétrico
Otra explicación teórica se basaba en una posible no equivalencia entre el tiempo atómico y el tiempo astronómico, lo que podría dar la misma huella observacional que la anomalía. [ 47 ]
Efemérides celestes en un universo en expansión
Otra explicación propuesta para la anomalía de Pioneer es que el espaciotiempo de fondo se describe mediante una métrica cosmológica de Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker que no es Minkowski plana. [ 48 ] En este modelo de variedad espaciotemporal, la luz se mueve uniformemente con respecto al tiempo cosmológico conforme, mientras que las mediciones físicas se realizan con la ayuda de relojes atómicos que cuentan el tiempo propio del observador que coincide con el tiempo cósmico . Esta diferencia produce exactamente el mismo valor numérico y la misma firma del desplazamiento Doppler medido en el experimento Pioneer. Sin embargo, esta explicación requiere que los efectos térmicos sean un pequeño porcentaje del total, en contradicción con muchos estudios que estiman que es la mayor parte del efecto.
Otras vías de investigación
Es posible, aunque no está demostrado, que esta anomalía esté relacionada con la anomalía de sobrevuelo , que se ha observado en otras naves espaciales. [ 49 ] Si bien las circunstancias son muy diferentes (sobrevuelo de planeta frente a crucero por el espacio profundo), el efecto general es similar: se observa un pequeño pero inexplicable cambio de velocidad sobre una aceleración gravitacional convencional mucho mayor.
Las naves espaciales Pioneer ya no proporcionan nuevos datos (el último contacto fue el 23 de enero de 2003) [ 50 ] y otras misiones de espacio profundo que podrían estudiarse ( Galileo y Cassini ) fueron desechadas deliberadamente en las atmósferas de Júpiter y Saturno, respectivamente. Esto deja varias opciones restantes para futuras investigaciones:
- Análisis adicional de los datos recuperados de Pioneer. Esto incluye no solo los datos que se utilizaron inicialmente para detectar la anomalía, sino también datos adicionales que hasta hace poco solo se guardaban en formatos y soportes informáticos antiguos e inaccesibles. Estos datos se recuperaron en 2006, se convirtieron a formatos más modernos y ahora están disponibles para su análisis. [ 51 ]
- La sonda New Horizons, que se dirige a Plutón, se estabiliza mediante rotación durante largos intervalos, y se propuso utilizarla para investigar la anomalía. Se sabía que New Horizons tendría el mismo problema que impidió obtener datos fiables durante la fase de crucero de la misión Cassini : su generador termoeléctrico de radioisótopos (RTG) está montado cerca del cuerpo de la sonda. (La radiación térmica que emite, al rebotar en la sonda, produciría un empuje sistemático de magnitud difícil de predecir, igual o superior al efecto Pioneer original). Sin embargo, se esperaba que, a pesar de cualquier sesgo sistemático importante del RTG, se pudiera observar el inicio de la anomalía en la órbita de Saturno o cerca de ella. [ 52 ]
- También se ha propuesto una misión dedicada. [ 53 ] Es probable que dicha misión necesite superarA 200 UA del Sol en una órbita de escape hiperbólica .
- Observaciones de asteroides alrededor20 UA podrían proporcionar información sobre si la causa de la anomalía es gravitacional. [ 33 ] [ 54 ]
Reuniones y conferencias sobre la anomalía.
En 2004 se celebró una reunión en la Universidad de Bremen para debatir la anomalía Pioneer. [ 55 ]
La Colaboración Pioneer Explorer se formó para estudiar la Anomalía Pioneer y ha organizado tres reuniones (2005, 2007 y 2008) en el Instituto Internacional de Ciencias Espaciales en Berna , Suiza, para discutir la anomalía y posibles medios para resolver su origen. [ 56 ]
Notas
- ↑ El tiempo no uniforme en relación con una aceleración constante es un término resumido derivado de la fuente o fuentes utilizadas para esta subsección.
Véase también
Referencias
- ↑ Nieto, MM; Turyshev, SG (2004). "Encontrando el origen de la anomalía Pioneer". Classical and Quantum Gravity . 21 (17): 4005– 4024. arXiv : gr-qc/0308017 . Bibcode : 2004CQGra..21.4005N . CiteSeerX 10.1.1.338.6163 . doi : 10.1088/0264-9381/21/17/001 . S2CID 250852698 .
- ↑ "Anomalía pionera resuelta mediante una técnica de gráficos por computadora de la década de 1970" . El blog de física de arXiv . 31 de marzo de 2011. Archivado del original el 11 de enero de 2012. Consultado el 5 de mayo de 2015 .
- 1 2 3 Rievers, B.; Lämmerzahl, C. (2011). "Modelado térmico de alta precisión de sistemas complejos con aplicación al sobrevuelo y la anomalía Pioneer" . Annalen der Physik . 523 (6): 439. arXiv : 1104.3985 . Bibcode : 2011AnP...523..439R . doi : 10.1002/andp.201100081 .
- 1 2 3 Turyshev, SG; Toth, VT; Kinsella, G.; Lee, S.-C.; Lok, SM; Ellis, J. (2012). "Apoyo al origen térmico de la anomalía Pioneer". Physical Review Letters . 108 (24) 241101. arXiv : 1204.2507 . Bibcode : 2012PhRvL.108x1101T . doi : 10.1103/PhysRevLett.108.241101 . PMID 23004253 . S2CID 2368665 .
- ↑ "Pioneer 10" . Enciclopedia de vuelos espaciales Weebau . 9 de noviembre de 2010. Consultado el 11 de enero de 2012 .
- ↑ Murphy, EM (1999). "Una explicación prosaica para las aceleraciones anómalas observadas en naves espaciales distantes". Physical Review Letters . 83 (9): 1890. arXiv : gr-qc/9810015 . Bibcode : 1999PhRvL..83.1890M . doi : 10.1103/PhysRevLett.83.1890 . S2CID 26202138 .
- ↑ Katz, JI (1999). "Comentario sobre "Indicación, a partir de datos de Pioneer 10/11, Galileo y Ulysses, de una aparente aceleración anómala, débil y de largo alcance"". Physical Review Letters . 83 (9): 1892. arXiv : gr-qc/9809070 . Bibcode : 1999PhRvL..83.1892K . doi : 10.1103/PhysRevLett.83.1892 . S2CID 3012441 .
- ↑ Scheffer, L. (2003). "Las fuerzas convencionales pueden explicar la aceleración anómala de Pioneer 10". Physical Review D . 67 (8) 084021. arXiv : gr-qc/0107092 . Bibcode : 2003PhRvD..67h4021S . doi : 10.1103/PhysRevD.67.084021 . S2CID 119504342 .
- 1 2 Véase pp. 10–15 en Turyshev, S. G; Toth, VT; Kellogg, L.; Lau, E.; Lee, K. (2006). "Un estudio de la anomalía pionera: nuevos datos y objetivos para una nueva investigación". International Journal of Modern Physics D . 15 (1): 1– 55. arXiv : gr-qc/0512121 . Bibcode : 2006IJMPD..15....1T . doi : 10.1142/S0218271806008218 . S2CID 15865239 .
- ↑ Bertolami, O.; Francisco, F.; Gil, PJS; Páramos, J. (2008). "Análisis térmico de la anomalía Pioneer: un método para estimar la transferencia de momento radiativo". Physical Review D . 78 (10) 103001. arXiv : 0807.0041 . Bibcode : 2008PhRvD..78j3001B . doi : 10.1103/PhysRevD.78.103001 . S2CID 118543543 .
- ↑ Toth, VT; Turyshev, SG (2009). "Fuerza de retroceso térmico, telemetría y la anomalía Pioneer". Physical Review D . 79 (4) 043011. arXiv : 0901.4597 . Bibcode : 2009PhRvD..79d3011T . doi : 10.1103/PhysRevD.79.043011 . S2CID 118415031 .
- ↑ Turyshev, SG; Toth, VT; Ellis, J.; Markwardt, CB (2011). "Apoyo al comportamiento temporalmente variable de la anomalía Pioneer a partir de los conjuntos de datos Doppler extendidos de Pioneer 10 y 11". Physical Review Letters . 107 (8) 81103. arXiv : 1107.2886 . Bibcode : 2011PhRvL.107h1103T . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.081103 . PMID 21929157 . S2CID 26207540 .
- ↑ Bertolami, O.; Francisco, F.; Gil, PJS; Páramos, J. (2012). "La contribución de los efectos térmicos a la aceleración de la nave espacial Deep-Space Pioneer". Physical Review Letters . 107 (8) 081103. arXiv : 1107.2886 . Bibcode : 2011PhRvL.107h1103T . doi : 10.1103/PhysRevLett.107.081103 . PMID 21929157 . S2CID 26207540 .
- 1 2 Turyshev, SG; Toth, VT (2010). "La anomalía del pionero" . Living Reviews in Relativity . 13 (1): 4. arXiv : 1001.3686 . Bibcode : 2010LRR....13....4T . doi : 10.12942/ lrr -2010-4 . PMC 5255541. PMID 28163614 .
- ↑ Turyshev, SG; Nieto, MM; Anderson, JD (2005). "Una ruta para comprender la anomalía Pioneer". En Chen, P.; Bloom, E.; Madejski, G.; Petrosian, V. (eds.). El XXII Simposio de Texas sobre Astrofísica Relativista . Vol. 2004. pp. 13–17 . arXiv : gr-qc/0503021 . Bibcode : 2005tsra.conf..121T . Stanford e-Conf #C04, artículo #0310. En particular, el Apéndice C.
- ↑ Di Benedetto, M.; Iess, L.; Roth, DC (2009). "Las aceleraciones no gravitacionales de la nave espacial Cassini" (PDF) . Actas del 21.º Simposio Internacional sobre Dinámica de Vuelo Espacial . Simposio Internacional sobre Dinámica de Vuelo Espacial. Archivado del original (PDF) el 26 de abril de 2014. Recuperado el 27 de marzo de 2011 .
- ^ Iess, L. (enero de 2011). "Navegación en el espacio profundo: una herramienta para investigar las leyes de la gravedad" (PDF) . Instituto de Altos Estudios Científicos .
- ↑ GD Rogers, SH Flanigan y D. Stanbridge (2014). "Efectos del generador termoeléctrico de radioisótopos en la dinámica de la nave espacial New Horizons" . Advances in the Astronautical Sciences (151): 801.
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - ↑ André GC Guerra, Frederico Francisco, Paulo JS Gil y Orfeu Bertolami (16 de junio de 2017). "Estimación de la aceleración inducida térmicamente de la nave espacial New Horizons". Phys. Rev. D . 95 (12) 124027. arXiv : 1703.05831 . Bibcode : 2017PhRvD..95l4027G . doi : 10.1103/PhysRevD.95.124027 . S2CID 119447205 .
{{cite journal}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace ) - 1 2 Anderson, JD; et al. (2002). "Estudio de la aceleración anómala de Pioneer 10 y 11". Physical Review D . 65 (8) 082004. arXiv : gr-qc/0104064 . Bibcode : 2002PhRvD..65h2004A . doi : 10.1103/PhysRevD.65.082004 . S2CID 92994412 .
- ↑ Nieto, MM; Anderson, JD (2005). "Using early data to illuminate the Pioneer anomaly". Classical and Quantum Gravity . 22 (24): 5343– 5354. arXiv : gr-qc/0507052 . Bibcode : 2005CQGra..22.5343N . CiteSeerX 10.1.1.339.8927 . doi : 10.1088/0264-9381/22/24/008 . S2CID 15534323 .
- ↑ Tangen, K. (2007). "¿Podría la anomalía Pioneer tener un origen gravitacional?". Physical Review D . 76 (4) 042005. arXiv : gr-qc/0602089 . Bibcode : 2007PhRvD..76d2005T . doi : 10.1103/PhysRevD.76.042005 . S2CID 50857639 .
- ↑ Iorio, L.; Giudice, G. (2006). "¿Qué nos dicen los movimientos orbitales de los planetas exteriores del Sistema Solar acerca de la anomalía Pioneer?". New Astronomy . 11 (8): 600– 607. arXiv : gr-qc/0601055 . Bibcode : 2006NewA...11..600I . doi : 10.1016/j.newast.2006.04.001 . S2CID 9371694 .
- 1 2 Iorio, L. (2007). "¿Puede la anomalía Pioneer ser de origen gravitacional? Una respuesta fenomenológica". Foundations of Physics . 37 (6): 897– 918. arXiv : gr-qc/0610050 . Bibcode : 2007FoPh...37..897I . doi : 10.1007/s10701-007-9132-x . S2CID 12233918 .
- ↑ Iorio, L. (2007). "Júpiter, Saturno y la anomalía Pioneer: una prueba independiente basada en planetas". Journal of Gravitational Physics . 1 (1): 5– 8. arXiv : 0712.1273 . Bibcode : 2007JGrPh...1....5I .
- ↑ Standish, EM (2008). "Efemérides planetarias y lunares: prueba de teorías gravitacionales alternativas". AIP Conference Proceedings . 977 : 254–263 . Bibcode : 2008AIPC..977..254S . doi : 10.1063/1.2902789 .
- ↑ Iorio, L. (2008). El efecto Lense-Thirring y la anomalía Pioneer: pruebas del sistema solar . Undécima reunión Marcel Grossmann. Vol. 11. págs. 2558–2560 . arXiv : gr-qc/0608105 . Bibcode : 2008mgm..conf.2558I . CiteSeerX 10.1.1.338.8576 . doi : 10.1142/9789812834300_0458 . ISBN 978-981-283-426-3. S2CID 119426961 .
- ↑ Iorio, L. (2009). "¿Puede la anomalía Pioneer ser inducida por fuerzas dependientes de la velocidad? Pruebas en las regiones exteriores del sistema solar con dinámica planetaria". International Journal of Modern Physics D . 18 (6): 947– 958. arXiv : 0806.3011 . Bibcode : 2009IJMPD..18..947I . doi : 10.1142/S0218271809014856 . S2CID 14391444 .
- ↑ Fienga, A.; et al. (2009). "Pruebas de gravedad con efemérides planetarias INPOP" (PDF) . Actas de la Reunión Anual de la Sociedad Francesa de Astronomía y Astrofísica : 105–109 . Bibcode : 2009sf2a.conf..105F . Archivado del original (PDF) el 20 de julio de 2011. Publicado también en Fienga, A.; Laskar, J.; Kuchynka, P.; Leponcina-Lafitte, C.; Mancha, H.; Gastineau, M. (2010). Actas de la Unión Astronómica Internacional . 5 : 159–169 . arXiv : 0906.3962 . Código Bib : 2010IAUS..261..159F . doi : 10.1017/S1743921309990330 . S2CID 16594016 .
{{cite journal}}: CS1 maint: publicación periódica sin título ( enlace ) - 1 2 Iorio, L. (2010). "¿Desafía el sistema de satélites de Neptuno un origen gravitacional para la anomalía Pioneer?" . Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 405 (4): 2615– 2622. arXiv : 0912.2947 . Bibcode : 2010MNRAS.405.2615I . doi : 10.1111/j.1365-2966.2010.16637.x .
- ↑ Pitjeva, EV (2010). "Efemérides EPM y relatividad" . Actas de la Unión Astronómica Internacional . 5 : 170–178 . Bibcode : 2010IAUS..261..170P . doi : 10.1017/S1743921309990342 .
- ↑ Page, GL; Wallin, JF; Dixon, DS (2009). "¿Qué tan bien conocemos las órbitas de los planetas exteriores?" . The Astrophysical Journal . 697 (2): 1226– 1241. arXiv : 0905.0030 . Bibcode : 2009ApJ...697.1226P . doi : 10.1088/0004-637X/697/2/1226 .
- 1 2 Page, GL; Dixon, DS; Wallin, JF (2006). "¿Se pueden usar los planetas menores para evaluar la gravedad en el sistema solar exterior?" . The Astrophysical Journal . 642 (1): 606– 614. arXiv : astro-ph/0504367 . Bibcode : 2006ApJ...642..606P . doi : 10.1086/500796 .
- ↑ Wallin, JF; Dixon, DS; Page, GL (2007). "Prueba de la gravedad en el sistema solar exterior: resultados de objetos transneptunianos" . The Astrophysical Journal . 666 (2): 1296– 1302. arXiv : 0705.3408 . Bibcode : 2007ApJ...666.1296W . doi : 10.1086/520528 .
- ↑ Mizony, M.; Lachièze-Rey, M. (2005). "Efectos cosmológicos en el marco estático local" . Astronomía y Astrofísica . 434 (1): 45– 52. arXiv : gr-qc/0412084 . Bibcode : 2005A & A...434...45M . doi : 10.1051/0004-6361:20042195 .
- ↑ Lachièze-Rey, M. (2007). "Cosmología en el sistema solar: el efecto Pioneer no es cosmológico". Classical and Quantum Gravity . 24 (10): 2735– 2742. arXiv : gr-qc/0701021 . Bibcode : 2007CQGra..24.2735L . doi : 10.1088/0264-9381/24/10/016 . S2CID 15405671 .
- ↑ Noerdlinger, PD; Petrosian, V. (1971). "El efecto de la expansión cosmológica en conjuntos autogravitantes de partículas" . Astrophysical Journal . 168 : 1. Bibcode : 1971ApJ...168....1N . doi : 10.1086/151054 .
- ↑ Williams, JG; Turyshev, SG; Boggs, DH (2004). "Progress in Lunar Laser Ranging Tests of Relativistic Gravity" ( PDF) . Physical Review Letters . 93 (26) 261101. arXiv : gr-qc/0411113 . Bibcode : 2004PhRvL..93z1101W . doi : 10.1103/PhysRevLett.93.261101 . PMID 15697965. S2CID 119358769. Archivado del original (PDF) el 29 de septiembre de 2006.
- ↑ Turyshev, Slava G., John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau, Anthony S. Liu y Michael Martin Nieto (1999). "La aparente aceleración anómala, débil y de largo alcance de las sondas Pioneer 10 y 11."". arXiv : gr-qc/9903024 .
{{cite arXiv}}: CS1 maint: nombres múltiples: lista de autores ( enlace ) "Como se indicó anteriormente, creemos que la explicación más plausible de la anomalía son los problemas sistemáticos, como el calor radiante o las fugas de gas". - ↑ Turyshev, SG (28 de marzo de 2007). "Actualización del Proyecto Anomalía Pionera: Carta del Director del Proyecto" . The Planetary Society . Archivado del original el 30 de diciembre de 2010. Recuperado el 12 de febrero de 2011 .
- 1 2 3 Rañada, AF (2005). "La anomalía Pioneer como aceleración de los relojes". Foundations of Physics . 34 (12): 1955– 1971. arXiv : gr-qc/0410084 . Bibcode : 2004FoPh...34.1955R . doi : 10.1007/s10701-004-1629-y . S2CID 3066011 .
- ↑ Bekenstein, JD (2006). "La dinámica newtoniana modificada (MOND) y sus implicaciones para la nueva física" . Contemporary Physics . 47 (6): 387. arXiv : astro-ph/0701848 . Bibcode : 2006ConPh..47..387B . doi : 10.1080/00107510701244055 . S2CID 44002446 .
- ↑ Exirifard, Q. (2010). "Restricciones sobre la gravedad f ( R ijkl R ijkl ): Evidencia en contra de la resolución covariante de la anomalía Pioneer". Classical and Quantum Gravity . 26 (2) 025001. arXiv : 0708.0662 . Bibcode : 2009CQGra..26b5001E . doi : 10.1088/0264-9381/26/2/025001 . S2CID 119304817 .
- ↑ Nieto, MM; Turyshev, SG; Anderson, JD (2005). "Límite medido directamente en la densidad de materia interplanetaria de Pioneer 10 y 11" . Physics Letters B. 613 ( 1–2 ) : 11. arXiv : astro-ph/0501626 . Bibcode : 2005PhLB..613...11N . doi : 10.1016/j.physletb.2005.03.035 .
- ↑ Milgrom, M. (1999). "La dinámica modificada como efecto de vacío". Physics Letters A. 253 ( 5–6 ) : 273. arXiv : astro-ph/9805346 . Bibcode : 1999PhLA..253..273M . CiteSeerX 10.1.1.336.5489 . doi : 10.1016/S0375-9601(99)00077-8 . S2CID 17743418 .
- ↑ Ignatiev, A. Yu. (2007). "¿Es posible la violación de la segunda ley de Newton?". Physical Review Letters . 98 (10) 101101. arXiv : gr-qc/0612159 . Bibcode : 2007PhRvL..98j1101I . doi : 10.1103/PhysRevLett.98.101101 . PMID 17358522 . S2CID 1141443 .
- ↑ Rañada, AF; Tiemblo, A. (2012). "Invariancia paramétrica y la anomalía Pioneer" (PDF) . Revista canadiense de física . 90 (10): 931– 937. arXiv : 1106.4400 . Bibcode : 2012CaJPh..90..931R . doi : 10.1139/p2012-086 . hdl : 10261/65789 .Antonio Fernández-Rañada y Alfredo Tiemblo-Ramos proponen "una explicación de la anomalía Pioneer que perfecciona una anterior y es totalmente compatible con la cartografía del sistema solar. Se basa en la no equivalencia entre el tiempo atómico y el tiempo astronómico, que casualmente presenta la misma huella observacional que la anomalía".
- ↑ Kopeikin, SM (2012). "Efemérides celestes en un universo en expansión". Physical Review D . 86 (6) 064004. arXiv : 1207.3873 . Bibcode : 2012PhRvD..86f4004K . doi : 10.1103/PhysRevD.86.064004 . S2CID 118822571 .
- ↑ Choi, CQ (3 de marzo de 2008). "La NASA, desconcertada por una fuerza inexplicable que actúa sobre las sondas espaciales" . Space.com . Consultado el 12 de febrero de 2011 .
- ↑ "Las misiones pioneras" . NASA . 26 de julio de 2003. Archivado del original el 15 de agosto de 2011. Consultado el 7 de mayo de 2015 .
- ↑ "¡Datos guardados!" . Planetary Society . 1 de junio de 2006. Archivado del original el 18 de abril de 2012.
- ↑ Nieto, MM (2008). "Nuevos horizontes y el inicio de la anomalía pionera" . Physics Letters B. 659 ( 3): 483– 485. arXiv : 0710.5135 . Bibcode : 2008PhLB..659..483N . doi : 10.1016/j.physletb.2007.11.067 .
- ↑ "Anomalía pionera puesta a prueba" . Physics World . 1 de septiembre de 2004. Archivado del original el 4 de abril de 2012. Consultado el 17 de mayo de 2009 .
- ↑ Clark, S. (10 de mayo de 2005). "Pista de asteroide perdido para el enigma de Pioneer" . New Scientist . Recuperado el 10 de enero de 2009 .
- ↑ "Conferencia sobre la anomalía Pioneer: observaciones, intentos de explicación y exploración adicional" . Centro de Tecnología Espacial Aplicada y Microgravedad . Consultado el 12 de febrero de 2012 .
- ↑ "Colaboración Pioneer Explorer: Investigación de la anomalía Pioneer en ISSI" . Instituto Internacional de Ciencias Espaciales . 18 de febrero de 2008. Consultado el 7 de mayo de 2015 .
Lecturas adicionales
- Anderson, J D.; Laing, PA; Lau, EL; Liu, AS; Nieto, MM; Turyshev, SG (1998). "Indicación, a partir de datos de Pioneer 10/11, Galileo y Ulysses, de una aparente aceleración anómala, débil y de largo alcance". Physical Review Letters . 81 (14): 2858– 2861. arXiv : gr-qc/9808081 . Bibcode : 1998PhRvL..81.2858A . doi : 10.1103/PhysRevLett.81.2858 . S2CID 119046858 .
- El artículo original que describe la anomalía
- Anderson, J D.; Laing, PA; Lau, EL; Liu, AS; Nieto, MM; Turyshev, SG (2002). "Estudio de la aceleración anómala de Pioneer 10 y 11". Physical Review D . 65 (8) 082004. arXiv : gr-qc/0104064 . Bibcode : 2002PhRvD..65h2004A . doi : 10.1103/PhysRevD.65.082004 . S2CID 92994412 .
- Un extenso análisis de varios años de debate realizado por los autores del artículo original de 1998 que documentaba la anomalía. Los autores concluyen: «Hasta que se sepa más, debemos admitir que la causa más probable de este efecto es un sistema desconocido. (Nosotros mismos estamos divididos sobre si la causa más probable son las "fugas de gas" o el "calor").»
La reunión del ISSI mencionada anteriormente cuenta con una excelente lista de referencias dividida en secciones como referencias primarias, intentos de explicación, propuestas de nueva física, posibles nuevas misiones, prensa divulgativa, etc. A continuación se muestra una muestra de estas referencias:
- Reardon, AC (2011). "Análisis gravitacional de V541 Cygni, DI Herculis y la anomalía Pioneer". Astrofísica y ciencia espacial . 336 (2): 369– 377. Bibcode : 2011Ap & SS.336..369R . doi : 10.1007/s10509-011-0789-4 . S2CID 120040068 . La teoría establece una conexión gravitacional entre el avance inexplicable del periastro observado en dos sistemas estelares binarios y la anomalía de Pioneer.
- Anderson, JD; Turyshev, SG; Nieto, MM (2002). "Una misión para probar la anomalía Pioneer". International Journal of Modern Physics D . 11 (10): 1545. arXiv : gr-qc/0205059 . Bibcode : 2002IJMPD..11.1545A . CiteSeerX 10.1.1.338.6120 . doi : 10.1142/S0218271802002876 . S2CID 15011574 .
- Dittus, H.; et al. (Colaboración Pioneer Explorer) (2005). "Una misión para explorar la anomalía Pioneer". Publicación especial de la ESA . 588 : 3–10 . arXiv : gr-qc/0506139 . Bibcode : 2005gr.qc.....6139T .
- Nieto, MM; Turyshev, SG (2004). "Encontrando el origen de la anomalía Pioneer". Classical and Quantum Gravity . 21 (17): 4005– 4024. arXiv : gr-qc/0308017 . Bibcode : 2004CQGra..21.4005N . CiteSeerX 10.1.1.338.6163 . doi : 10.1088/0264-9381/21/17/001 . S2CID 250852698 .
- Información más detallada sobre un plan de misión específico (acceso restringido).
- Page, JF; Dixon, DS; Wallin, JF (2005). "¿Se pueden usar los planetas menores para evaluar la gravedad en el sistema solar exterior?" . The Astrophysical Journal . 642 (1): 606. arXiv : astro-ph/0504367 . Bibcode : 2006ApJ...642..606P . doi : 10.1086/500796 .
- Nieto, MM; Anderson, JD (2005). "Using Early Data to Illuminate the Pioneer Anomaly". Classical and Quantum Gravity . 22 (24): 5343– 5354. arXiv : gr-qc/0507052 . Bibcode : 2005CQGra..22.5343N . CiteSeerX 10.1.1.339.8927 . doi : 10.1088/0264-9381/22/24/008 . S2CID 15534323 .
- Brownstein, JR; Moffat, JW (2006). "Solución gravitacional a la anomalía Pioneer 10/11". Classical and Quantum Gravity . 23 (10): 3427– 3436. arXiv : gr-qc/0511026 . Bibcode : 2006CQGra..23.3427B . doi : 10.1088/0264-9381/23/10/013 . S2CID 7854105 .
- Prensa popular
- Musser, G. (diciembre de 1998). "¿Fuga de gas pionera?". Scientific American . 279 (6): 26– 27. Bibcode : 1998SciAm.279f..26M . doi : 10.1038/scientificamerican1298-26b .
- Brit, RR (18 de octubre de 2004). "El problema de la gravedad: una nueva misión investigaría un extraño enigma" . Space.com .
- Johnson, J. (2 de enero de 2005). "Abriendo nuevas puertas en el espacio" . Seattle Times . Recuperado el 12 de enero de 2012 .
- Hellemans, A. (octubre de 2005). "Una fuerza a tener en cuenta". Scientific American . 293 (4): 24– 25. Bibcode : 2005SciAm.293d..24H . doi : 10.1038/scientificamerican1005-24 . PMID 16196245 .
- McKee, M. (25 de enero de 2006). "La teoría de la gravedad prescinde de la materia oscura" . New Scientist .– La teoría STVG ( gravedad escalar-tensorial-vectorial ) afirma predecir la anomalía Pioneer.
- Anderson, J. (28 de enero de 2009). "Marzo de 2009: ¿Hay algo que no sepamos sobre la gravedad?" . Revista de Astronomía . 37 (3): 22– 27.
- Wolchover, N. (15 de diciembre de 2010). «La anomalía Pioneer, un misterio cósmico de 30 años, podría resolverse por fin» . Popular Science . Archivado del original el 19 de diciembre de 2010.
- Robbins, S. (mayo de 2014). "Desenmascarando la pseudoastronomía, episodio 110: Misterios del sistema solar "resueltos" por la pseudociencia, parte 2: La anomalía Pioneer" . Podcast Desenmascarando la pseudoastronomía .
Enlaces externos
- Muestra el número de publicaciones sobre la anomalía Pioneer en arXiv.org, por año.
- "TPS permite estudiar la misteriosa anomalía de Pioneer" . SpaceDaily.com . 9 de junio de 2006.
- "Se busca a Einstein Jr." The Economist . Marzo de 2008.
- Programa pionero
- Astrodinámica