科學(xué)家發(fā)現(xiàn)不明引力阻止先驅(qū)者號遠(yuǎn)離太陽系
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-06-23 21:55:36
美國宇航局分別于1972年和1973年發(fā)射了先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號探測器,現(xiàn)在他們距離地球已有數(shù)十億英里遠(yuǎn)。在這兩顆探測器遠(yuǎn)離時,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有一股奇怪的力量在將這兩艘太空船往回拽。
不明力量使先驅(qū)者號運行速度減慢
這種無法解釋的力量被稱為“先驅(qū)者號異常”,似乎一直在影響美國宇航局發(fā)射的先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號飛船的運行。在飛船遠(yuǎn)離的時候這種神奇的力量使得它們的運行速度減慢。這種力量是否源于探測器自身?它是否來自一些暗物質(zhì)?還是一些物理學(xué)或萬有引力新規(guī)律在起作用?像這些的問題科學(xué)家仍舊不能給出答案。
然而對先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號跨度長達(dá)數(shù)十年的空間數(shù)據(jù)重新處理分析并對一些遙感數(shù)據(jù)認(rèn)真研究后,科學(xué)家或許能夠找到上述問題的答案。經(jīng)過國際研究小組對這些新數(shù)據(jù)進(jìn)行大約一年的分析,這種神奇力量的來源也許真的會水落石出。
先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號宇宙探測器分別于1972年和1973年發(fā)射,現(xiàn)在距離地球已有數(shù)十億英里遠(yuǎn)。在2月6日,先驅(qū)者10號距離太陽已經(jīng)有大約92.12天文單位,并開始向金牛星座進(jìn)發(fā)。1天文單位與太陽和地球的距離相等,大約有9300萬英里(1億5000萬公里)。
在探測器離地球越來越遠(yuǎn)時,研究人員人員首先注意到了這個異,F(xiàn)象,因為他們觀察到來自探測器的微波振幅出現(xiàn)了跳躍變化。在每個探測器的多普勒頻波中研究人員都發(fā)現(xiàn)了未曾料到的振幅變化,而這種飛船的多普勒頻波一向都比較穩(wěn)定,它最終可能在漫無邊際的太空旅行中擺脫地面人員的監(jiān)控。
多普勒效應(yīng)就是波長增加或減少這樣的變化,例如在救護(hù)車從靠近到從你身邊疾刺而過再到遠(yuǎn)離你而去這個過程中它所發(fā)出聲音的音調(diào)和聲波就一直在發(fā)生變化。約翰·安德森這位已退休的美宇航局噴氣式推進(jìn)實驗室的研究人員首先發(fā)現(xiàn)了先驅(qū)者號異,F(xiàn)象,他說:“我們有一種多普勒效應(yīng)的模擬模型,這個模型可以對所有的外空間天體做實時監(jiān)測,只有模型不工作時這種監(jiān)測才會消失,我們讓這種模型能夠?qū)μ祗w監(jiān)測,所要做的就是讓探測器飛向太陽時給它一個穩(wěn)定的加速度。”
運行軌道背離“萬有引力”算出的軌道
先驅(qū)者號異常現(xiàn)象的模型結(jié)果不同于一般天體觀察現(xiàn)象的是:先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號每個探測器和太陽的距離都要比按照傳統(tǒng)萬有引力定律計算出來的距離要小,兩個距離大約相差24萬英里(40萬公里)。牛頓認(rèn)為萬有引力隨著物體之間距離的增加而縮小,而先驅(qū)者號探測器在加速沖出太陽系時則達(dá)到了每小時大約30,000 英里(48280公里)的速度。
斯拉瓦·圖里謝夫是美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室的物理學(xué)家,他最近14年來幾乎把所有的時間都用在了研究先驅(qū)者號異,F(xiàn)象上。圖里謝夫說:“先驅(qū)者號探測飛船可以說對牛頓物理定律做了最大規(guī)模的檢驗,這也是人類一直想要做的,然而實驗卻失敗了。如果我們將來能夠的確在傳統(tǒng)物理學(xué)規(guī)律中找到可以解釋先驅(qū)者號異,F(xiàn)象發(fā)生的原因,那么這將在物理學(xué)上具有重大的意義。”
圖里謝夫努力在先驅(qū)者異,F(xiàn)象的起因認(rèn)定方面保持客觀態(tài)度,他表示,找到造成這種現(xiàn)象發(fā)生的物理學(xué)原因不僅可以證實牛頓定律的正確性,而且還可以使航天工程人員在設(shè)計未來飛船中把先驅(qū)者號異,F(xiàn)象考慮在內(nèi)從而讓飛船更加穩(wěn)定的飛行。
研究人員想要確定先驅(qū)者號探測器的電路或者兩個原子能發(fā)電機(jī)是否放射出了紅外線光子,然后這些光子又是否迅速的打到了航天器像碟子那樣的天線上進(jìn)而引起了反沖作用,圖里謝夫認(rèn)為這個過程就像陽光打到太陽能帆板上一樣。蓋里·金賽拉是美國宇航局噴氣推進(jìn)實驗室的飛船熱能工程和飛船設(shè)計的總監(jiān),他稱對先驅(qū)者10號宇宙飛船包括原子能發(fā)電機(jī)在內(nèi)的各種熱源放射熱量的分析和模擬后,研究人員發(fā)現(xiàn)探測器自身原因造成先驅(qū)者異常現(xiàn)象發(fā)生的可能性在55%至75%之間。
遙感數(shù)據(jù)有望揭開先驅(qū)者號飛行異常之謎
在研究人員對先驅(qū)者號異,F(xiàn)象進(jìn)行初步分析后,他們把目標(biāo)轉(zhuǎn)向了先驅(qū)者10號探測器長達(dá)11.5年的空間觀測遙感數(shù)據(jù)上,盡管先驅(qū)者11號只有大約4年的服役壽命。在由星際協(xié)會贊助發(fā)起的詳細(xì)研究過后,圖里謝夫和他的研究小組不僅得到了先驅(qū)者10號大約30年的遙感數(shù)據(jù)和先驅(qū)者11號20年的數(shù)據(jù)集,還整理獲得了先驅(qū)者10和先驅(qū)者11號飛船完整詳盡的遙感數(shù)據(jù)。
這些數(shù)據(jù)中的很多被存儲在了400盒磁帶中,它們完好的保存在宇航局噴氣推進(jìn)實驗室中?偟恼f來,所收集的先驅(qū)者10號和先驅(qū)者11號宇宙飛船的數(shù)據(jù)有將近800億字節(jié),大約相當(dāng)于數(shù)字高清有線電視半小時內(nèi)播放的電視節(jié)目占用的數(shù)據(jù)字節(jié)。把有9磁道的磁帶數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)代的數(shù)據(jù)存儲形式并把一些人工添加的數(shù)據(jù)和其他壞掉的數(shù)據(jù)篩除掉對于先驅(qū)者號異,F(xiàn)象的研究人員來說非常耗時。但是圖里謝夫?qū)Υ藚s非常自信,一旦這些數(shù)據(jù)處理任務(wù)完成,那么先驅(qū)者號異常現(xiàn)象背后的秘密就可以發(fā)現(xiàn)。
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