Μια σειρά «ανωμαλίες» στις τροχιές των διαστημοπλοίων δημιουργούν ερωτήματα και σοβαρές υποψίες για την ύπαρξη δυνάμεων που δεν προβλέπονται από τους νόμους της Φυσικής.
Οι τροχιές που ακολουθούν τα διαστημόπλοια Pioneer και Voyager καθώς εγκαταλείπουν το ηλιακό σύστημα. Η ταχύτητα των Voyager επηρεάζεται από το αυτόματο σύστημα σταθεροποίησης που διαθέτουν και για τον λόγο αυτόν δεν είναι δυνατόν να ελεγχθεί αν παρουσιάζουν «ανωμαλία» ανάλογη με εκείνη των Pioneer
Οταν, πριν από δέκα χρόνια, διαπιστώθηκε ότι τα δύο διαστημόπλοια Πρωτοπόρος (Pioneer) -10 και -11 απομακρύνονταν από το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα μικρότερη από αυτήν που προβλέπουν η βαρύτητα και οι νόμοι της κίνησης του Νεύτωνα, οι περισσότεροι επιστήμονες πίστεψαν ότι η «ανωμαλία» αυτή θα μπορούσε να ερμηνευθεί σχετικά εύκολα, μέσα στο πλαίσιο της γνωστής Φυσικής. Υστερα από δέκα χρόνια προσπαθειών όχι μόνο η «ανωμαλία» στην κίνηση των δύο αυτών διαστημοπλοίων παραμένει ένα μυστήριο, αλλά προσφάτως εμφανίστηκε και μια δεύτερη «ανώμαλη» συμπεριφορά, αυτή τη φορά στην κίνηση άλλων πέντε διαστημοπλοίων. Οι επιστήμονες αντιμετωπίζουν πλέον σοβαρά την πιθανότητα οι «ανωμαλίες» αυτές να οφείλονται σε νόμους της Φυσικής, που δεν είναι ως σήμερα γνωστοί.
Τα τελευταία χρόνια πέντε διαστημόπλοια, με προορισμό μακρινούς πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος, χρησιμοποίησαν τη βαρυτική υποβοήθηση της Γης για να φθάσουν στον προορισμό τους με τη μεγαλύτερη δυνατή οικονομία καυσίμων. Κατά τη διάρκεια αυτού του ελιγμού όμως τέσσερα από τα πέντε ακολούθησαν τροχιά που δεν συμφωνεί με αυτήν που είχαν υπολογίσει θεωρητικά οι μηχανικοί πτήσης. Συγκεκριμένα, άλλα από αυτά απομακρύνθηκαν από τη Γη με ταχύτητα μεγαλύτερη και άλλα με ταχύτητα μικρότερη της αναμενομένης. Η διαφορά της ταχύτητας ήταν βέβαια μόνο μισό χιλιόμετρο την ώρα, όμως με τη μέθοδο που έγιναν οι μετρήσεις μπορούσαν να καταγραφούν ταχύτητες δέκα φορές μικρότερες. Ετσι το φαινόμενο, αν και μικρό, δεν επιδέχεται καμία αμφισβήτηση. Γι' αυτό άλλωστε και το αποτέλεσμα αυτό δημοσιεύθηκε προσφάτως στο εγκυρότερο διεθνώς περιοδικό Φυσικής, το «Physical Review Letters».
Η ερμηνεία του φαινομένου
Αλλο πράγμα όμως είναι να καταγράφει κανείς μιαν αναπάντεχη παρατήρηση και άλλο να την ερμηνεύει. Σε περιπτώσεις που καμία από τις γνωστές θεωρίες δεν συμφωνεί με το πείραμα, οι επιστήμονες προσπαθούν να εντοπίσουν από ποιο φυσικό μέγεθος φαίνεται να εξαρτάται το άγνωστο νέο φαινόμενο. Επειτα από επίμονες δοκιμές όλων των φυσικών μεγεθών που υπεισέρχονται στη διαδικασία της βαρυτικής υποβοήθησης, προέκυψε ότι η «ανωμαλία» στην ταχύτητα απομάκρυνσης συσχετίζεται ακριβέστατα με τη γωνία που σχηματίζουν οι τροχιές προσέγγισης και απομάκρυνσης του διαστημοπλοίου με τον Ισημερινό της Γης.
Αυτό σημαίνει ότι το φαινόμενο συνδέεται είτε με τη διεύθυνση του άξονα περιστροφής της Γης, που είναι κάθετος στον Ισημερινό, είτε με την ίδια την ταχύτητα περιστροφής της Γης. Ενα παρόμοιο φαινόμενο προβλέπει η Γενική Θεωρία Σχετικότητας, σύμφωνα με την οποία ένα περιστρεφόμενο βαρύ σώμα «παρασύρει» μαζί του τον χώρο γύρω του, αλλά το μέγεθος του σχετικιστικού φαινομένου είναι πολλές τάξεις μεγέθους ασθενέστερο από αυτό που παρατηρήθηκε. Τι μπορεί να συμβαίνει άραγε; Υπάρχει κάποιο στοιχείο της γνωστής Φυσικής που έχουμε παραβλέψει, ή βρισκόμαστε άραγε μπροστά στην αρχή ενός νέου κεφαλαίου αυτής της επιστήμης;
Ιστορικά ανάλογα
Η επιστήμη της Αστρονομίας είχε βρεθεί σε παρόμοια θέση και άλλες φορές στο παρελθόν. Για παράδειγμα, όταν είχαν διαπιστωθεί «ανωμαλίες» στην τροχιά του πλανήτη Ουρανού, άλλοι αστρονόμοι υποστήριζαν ότι αυτές μπορούν να ερμηνευθούν με τους γνωστούς νόμους, ενώ άλλοι αμφισβητούσαν τον νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα. Τελικά ο γάλλος αστρονόμος Λεβεριέ απέδειξε ότι δεν υπήρχε ανάγκη τροποποίησης του νόμου της βαρύτητας, επειδή οι «ανωμαλίες» οφείλονται στην ύπαρξη ενός άγνωστου τότε νέου πλανήτη, πέρα από την τροχιά του Ουρανού, του Ποσειδώνα.
Λίγα χρόνια αργότερα διαπιστώθηκαν «ανωμαλίες» και στην τροχιά του Ερμή, και ο Λεβεριέ προσπάθησε να επαναλάβει την πρώτη του επιτυχία, προτείνοντας την ύπαρξη ενός άλλου πλανήτη, μεταξύ του Ερμή και του Ηλίου, τον οποίο μάλιστα έσπευσε να ονομάσει Ηφαιστο. Αυτή τη φορά όμως η αλήθεια ήταν διαφορετική: αυτό που έπρεπε να αλλάξει ήταν η θεωρία της βαρύτητας. Ετσι οι «ανωμαλίες» ερμηνεύθηκαν με τη διατύπωση της γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας από τον Αϊνστάιν, η οποία διαφέρει αισθητά από τη θεωρία της βαρύτητας του Νεύτωνα μόνο σε μικρές αποστάσεις από βαριά σώματα, όπως είναι η περίπτωση του Ερμή που περιφέρεται σε μικρή απόσταση γύρω από τον Ηλιο.
Το μυστήριο των Πρωτοπόρων
Τα διαστημόπλοια Πρωτοπόρος-10 και -11 εκτοξεύθηκαν στις αρχές της δεκαετίας του 1970 με σκοπό την εξερεύνηση του Δία και του Κρόνου. Μετά τη διέλευσή τους από τη γειτονιά των δύο αυτών αέριων γιγάντων πλανητών ακολουθούν τροχιά προς τον μεσοαστρικό χώρο, έχοντας γίνει οι πρώτες ανθρώπινες συσκευές που εγκατέλειψαν το ηλιακό μας σύστημα. Οι γεννήτριες ηλεκτρικής ενέργειας αυτών των διαστημοπλοίων χρησιμοποιούσαν θερμότητα από τη διάσπαση του ραδιενεργού ισοτόπου πλουτώνιου-238 και αποδείχθηκαν ιδιαίτερα μακρόβιες. Οι ραδιοπομποί των Πρωτοπόρων συνέχισαν να λειτουργούν για περισσότερο από 30 χρόνια, στέλνοντας πληροφορίες για τις φυσικές συνθήκες των περιοχών που διέσχιζαν, αλλά και για την ίδια την ταχύτητά τους.
Ετσι οι αστρονόμοι διεπίστωσαν ότι τα διαστημόπλοια απομακρύνονται με ταχύτητα μικρότερη από εκείνη που προβλέπουν οι νόμοι της Φυσικής, σαν να τα τραβάει προς τον Ηλιο μια άγνωστη, ως σήμερα, δύναμη, πέρα από τη βαρύτητα του Ηλίου, των πλανητών, των αστεροειδών και του γαλαξία και πέρα από την αντίσταση του ηλιακού ανέμου. Η διαφορά της ταχύτητας που παρατηρούμε από αυτήν που προβλέπει η θεωρία είναι μικρή, αλλά μεγαλύτερη από την ακρίβεια των μεθόδων μέτρησής της και, άρα, πραγματική. Ως σήμερα έχουν προταθεί πολλές ερμηνείες γι' αυτό το φαινόμενο, άλλες από τις οποίες στηρίζονται σε γνωστούς νόμους της Φυσικής και άλλες σε επεκτάσεις ή τροποποιήσεις των γνωστών νόμων, καμία όμως από αυτές δεν φαίνεται ικανοποιητική.
Βαρυτική «ρακέτα»
Ο μηχανισμός της βαρυτικής υποβοήθησης θυμίζει την αναπήδηση μιας μπάλας του πινγκ πονγκ σε μια ρακέτα. Αν η ρακέτα είναι ακίνητη, τότε η ταχύτητα της μπάλας απλά αλλάζει διεύθυνση. Αν όμως η ρακέτα κινείται αντίθετα προς την μπάλα, τότε η μπάλα αναπηδά με πολύ μεγαλύτερη ταχύτητα. Με ανάλογο τρόπο ένα διαστημόπλοιο κερδίζει ταχύτητα αν πλησιάσει τη Γη κινούμενο αντίθετα με αυτήν, μόνο που στην περίπτωση αυτή η δύναμη που ενεργεί στο διαστημόπλοιο δεν προέρχεται από την επαφή του με κάποιο άλλο σώμα, αλλά από τη βαρυτική έλξη της Γης.
Χ. Βάρβογλης - Καθηγητής του Τμήματος Φυσικής στο ΑΠΘ.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου