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科学家发现不明引力阻止先驱者号远离太阳系

[2007/8/1]
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先驱者10号模拟图

新浪科技讯 北京时间28日消息,据美国太空网报道,美国宇航局分别于1972年和1973年发射了先驱者10号和先驱者11号探测器,现在他们距离地球已有数十亿英里远。在这两颗探测器远离太阳系时,科学家发现有一股奇怪的力量在将这两艘太空船往回拽。

不明力量使先驱者号运行速度减慢

这种无法解释的力量被称为“先驱者号异常”,似乎一直在影响美国宇航局发射的先驱者10号和先驱者11号飞船的运行。在飞船远离太阳系的时候这种神奇的力量使得它们的运行速度减慢。这种力量是否源于探测器自身?它是否来自一些暗物质?还是一些物理学或万有引力新规律在起作用?像这些的问题科学家仍旧不能给出答案。

然而对先驱者10号和先驱者11号跨度长达数十年的空间数据重新处理分析并对一些遥感数据认真研究后,科学家或许能够找到上述问题的答案。经过国际研究小组对这些新数据进行大约一年的分析,这种神奇力量的来源也许真的会水落石出。

先驱者10号和先驱者11号宇宙探测器分别于1972年和1973年发射,现在距离地球已有数十亿英里远。在2月6日,先驱者10号距离太阳已经有大约92.12天文单位,并开始向金牛星座进发。1天文单位与太阳和地球的距离相等,大约有9300万英里(1亿5000万公里)。
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在探测器离地球越来越远时,研究人员人员首先注意到了这个异常现象,因为他们观察到来自探测器的微波振幅出现了跳跃变化。在每个探测器的多普勒频波中研究人员都发现了未曾料到的振幅变化,而这种飞船的多普勒频波一向都比较稳定,它最终可能在漫无边际的太空旅行中摆脱地面人员的监控。

多普勒效应就是波长增加或减少这样的变化,例如在救护车从靠近到从你身边疾刺而过再到远离你而去这个过程中它所发出声音的音调和声波就一直在发生变化。约翰·安德森这位已退休的美宇航局喷气式推进实验室的研究人员首先发现了先驱者号异常现象,他说:“我们有一种多普勒效应的模拟模型,这个模型可以对所有的外空间天体做实时监测,只有模型不工作时这种监测才会消失,我们让这种模型能够对天体监测,所要做的就是让探测器飞向太阳时给它一个稳定的加速度。”

运行轨道背离“万有引力”算出的轨道
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先驱者号异常现象的模型结果不同于一般天体观察现象的是:先驱者10号和先驱者11号每个探测器和太阳的距离都要比按照传统万有引力定律计算出来的距离要小,两个距离大约相差24万英里(40万公里)。牛顿认为万有引力随着物体之间距离的增加而缩小,而先驱者号探测器在加速冲出太阳系时则达到了每小时大约30,000 英里(48280公里)的速度。

斯拉瓦·图里谢夫是美国宇航局喷气推进实验室的天文物理学家,他最近14年来几乎把所有的时间都用在了研究先驱者号异常现象上。图里谢夫说:“先驱者号探测飞船可以说对牛顿物理定律做了最大规模的检验,这也是人类一直想要做的,然而实验却失败了。如果我们将来能够的确在传统物理学规律中找到可以解释先驱者号异常现象发生的原因,那么这将在物理学上具有重大的意义。”

图里谢夫努力在先驱者异常现象的起因认定方面保持客观态度,他表示,找到造成这种现象发生的物理学原因不仅可以证实牛顿定律的正确性,而且还可以使航天工程人员在设计未来飞船中把先驱者号异常现象考虑在内从而让飞船更加稳定的飞行。

研究人员想要确定先驱者号探测器的电路或者两个原子能发电机是否放射出了红外线光子,然后这些光子又是否迅速的打到了航天器像碟子那样的天线上进而引起了反冲作用,图里谢夫认为这个过程就像阳光打到太阳能帆板上一样。盖里·金赛拉是美国宇航局喷气推进实验室的飞船热能工程和飞船设计的总监,他称对先驱者10号宇宙飞船包括原子能发电机在内的各种热源放射热量的分析和模拟后,研究人员发现探测器自身原因造成先驱者异常现象发生的可能性在55%至75%之间。

遥感数据有望揭开先驱者号飞行异常之谜

在研究人员对先驱者号异常现象进行初步分析后,他们把目标转向了先驱者10号探测器长达11.5年的空间观测遥感数据上,尽管先驱者11号只有大约4年的服役寿命。在由星际协会赞助发起的详细研究过后,图里谢夫和他的研究小组不仅得到了先驱者10号大约30年的遥感数据和先驱者11号20年的数据集,还整理获得了先驱者10和先驱者11号飞船完整详尽的遥感数据。

这些数据中的很多被存储在了400盒磁带中,它们完好的保存在宇航局喷气推进实验室中。总的说来,所收集的先驱者10号和先驱者11号宇宙飞船的数据有将近800亿字节,大约相当于数字高清有线电视半小时内播放的电视节目占用的数据字节。把有9磁道的磁带数据转换成现代的数据存储形式并把一些人工添加的数据和其他坏掉的数据筛除掉对于先驱者号异常现象的研究人员来说非常耗时。但是图里谢夫对此却非常自信,一旦这些数据处理任务完成,那么先驱者号异常现象背后的秘密就可以发现。
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