Теория аномального ускорения КА за пределами солнечной системы
Теория аномального ускорения межпланетных станций за пределами солнечной системы (Пионер-10,11).
Если считать вакуум материальным и рассматривать его как особую форму вещества, то очевидно, что он как всякое вещество
может находится в различных фазовых состояниях. Как известно из теоретической физики закон сохранения энергии является
следствием однородности времени, а закон сохранения импульса является следствием однородности геометрического
пространства. Из геометрических соображений следует, что однородными и изотропными могут быть только газообразная и
жидкая фазы вещества, а кристаллическая фаза всегда обладает геометрической анизотропией! С этой точки зрения
гравитационные поля в вакууме можно интерпретировать как степень кристаллизации вакуума, вследствие чего пространство
приобретает пространственную анизотропию, которая и проявляется в наличии гравитационного поля, создающего для
присутствущих в нем элементов материи и энергии дополнительную величину импульса. Как показывает практика при наличии в
пространстве гравитационного поля достаточной напряженности пространство обладая определенной степенью кристалличности
и анизотропности вместе с тем оболадает нулевым сопротивлением движению в нем материальных и энергетических обьектов.
Однако для областей открытого космоса, где напряженность гравитационных полей чрезвычайно мала и пространство обладает
геометрической изотропностью, вакуум вследствие этого должен находится в жидкой или газообразной фазе. При этом, как
показывает практика, он уже обладает отличным от нуля сопротивлением движению в нем материальных и энергетических
обьектов. Для света этот эффект выражается законом красного смещения Хаббла S=C x ( DЛ / Л ) / Ho , где С=2.99792458*10^8 м/с -
скорость света, Ho = 70–80 км/(с x мегапарсек) - постоянная Хаббла, 1мегапарсек = 3,085778x10^19 км, Л , DЛ - длина и
приращение длины волны света , S - расстояние до галактики. Преобразуем закон красного смещения с учетом соотношения
энергии для фотона E = h x f , где E - энергия фотона, h - постоянная Планка, f - частота фотона. Получим DЛ = Л x ( Ho / C ) x S. В
последнем выражении устремим S к => dS, тогда DЛ =>dЛ. Далее воспользуемся очевидными соотношениями для световой
волны Л x f = C, dЛ x f + Л x df = 0, => dЛ / Л = - df / f и окончательно получим df = - f x ( Ho / C ) x dS. Последнее выражение
удобно записать в обобщенной энергетической форме закона Хаббла, которая оказывается справедливой как для
электромагнитных квантов, так и для материальных обьектов =>
dE = - E x ( Ho / C ) x dS (1).
Следует отметить, что для квантов света DE может сколь угодно близко приближаться к величине начального значения энергии
кванта E. При этом для предельных значений Z= ( DЛ / Л ) >> 1 стремящихся к=>бесконечноти свет переходит в длинноволновую
часть спектра недоступную для оптических и радио телескопов и воспринимается, как так называемое реликтовое излучение.
Звезды и галактики, свет которых достигает нас в качестве реликтового излучения, находятся далеко за пределами оптически
видимой части Вселенной. Для материального обьекта величина максимального значения DE ограничена выражением max DE => E
- Eo, где Eo - масса покоя ( E = M x C^2, Eo = Mo x C^2). Физический смысл формулы (1) сводится к тому, что при движении
материального обьекта в вакууме, находящемся в жидкой или точнее в фазе обладающей геометрической изотропностью, над
обьектом совершается работа по его торможению под действием силы торможения равной:
F = dE / dS = - E x ( H / C ) (2).
Выражение (2) представляет собой математическую формулировку 1 закона вакуумной энергии, справедливого для всего вакуума .
В общем случае величина H зависит от напряженности энергетических полей в данной точке пространства, однако для вакуума
находящегося в открытом космическом пространстве при отсутствии энергетических полей и материи ее значение оказывается
равным постоянной Хаббла. Из данной формулы в частности следует, что при удалении материального обьекта на достаточно
большое расстояние от Солнца, где гравитационное поле имеет достаточно низкое пороговое значение, вакуум уже должен
находится не в кристаллической фазе, а в фазе обладающей геометрической изотропностью и обладающей конечным
сопротивлением движению в нем материальных тел. Для нашей солнечной системы такой геометрической границей является пояс
Койпера, который своим существованием обязан появлению у вакуума отличного от нуля сопротивления движению тел, на
расстояниях от Солнца превышающих некоторое пороговое. Учитывая сказанное можно в первом приближении
аппроксимировать величину H следующей зависимостью
| ~ 0 ; если R < Rкойпера - D/2
H=| Ho x ( R + D/2 - Rкойпера ) / D; если Rкойпера - D/2 < R <= Rкойпера + D/2 (3)
| Ho; если R >= Rкойпера + D/2 ,
где R расстояние от Солнца до материального тела, а D - толщина переходного слоя.
Отсюда учитывая второй закон Ньютона F = M x A легко получить важную формулу для тормозного ускорения, которое должны
испытывать все космические обьекты вылетающие за пределы солнечной системы, то-есть на расстояния превышающие величину
радиуса пояса Койпера.
A = - Ho x C (4).
Приведем ряд значений ускорения для заданного значения константы Хаббла
Ho=7.000000e+001¦ acceleration=6.800707e-008 [cm/sec^2]
Ho=7.200000e+001¦ acceleration=6.995013e-008 [cm/sec^2]
Ho=7.500000e+001¦ acceleration=7.286472e-008 [cm/sec^2]
Ho=7.900000e+001¦ acceleration=7.675084e-008 [cm/sec^2]
Ho=8.000000e+001¦ acceleration=7.772237e-008 [cm/sec^2]
Ho=9.500000e+001¦ acceleration=9.229531e-008 [cm/sec^2]
Полученные значения ускорений дают полное совпадение в пределах ошибок измерний с экспериментальными данными значений
ускорений испытываемых
автоматическими межпланетными станциями "Пионер-10" и "Пионер-11" a_P = (8.74 +/-1.33) x 10-8 см/с2 , так как 7.41 x 10^-8
см/с2< a_P < 10.7 x 10^-8 см/с2. Знак минус означает, что ускорение всегда направлено в сторону противоположную направлению
движения, то-есть в данном случае оно всегда направлено в сторону Солнца - в полном соответсвии с полученными
экспериментальными данными. Значение постоянной Хаббла вычисленной по значениям аномального ускорения автоматических
межпланетных станций "Пионер-10" и "Пионер-11" оказывается равным Ho = 75–110 км/(с x мегапарсек).
По следам одной аномалии
Алексей Левин
«Популярная механика» №6, 2011
Приведут ли исследования отклонений «пионеров» от законов небесной механики к научной революции?
Аномальное ускорение
На графике показано очень небольшое аномальное ускорение межпланетных зондов Pioneer 10 и Pioneer 11 по мере их удаления от
Солнца. Изображение: «Популярная механика»
Еще ссылки на интересные форумы
Личное сообщение