先驅(qū)者10號、11號和旅行者1、2號的飛行路徑
想象一下:一個撐起這個世界的,持續(xù)存在的,且你已經(jīng)習以為常的力量并不是它看起來的那樣。
三個多世紀以來,人們對于萬有引力的基本原理可謂非常了解。
牛頓認為引力取決于物體的質(zhì)量。雖然引力可以無限延伸,但它會隨著距離的增加而減弱。愛因斯坦就以這些假設(shè)為基礎(chǔ)發(fā)展了他的相對論。
但就在十多年前,一位研究人員注意到兩個正在向太陽系邊緣飛行的先驅(qū)者號探測器出現(xiàn)了異常:它們不在它們應(yīng)該去的地方。
根據(jù)對探測器的路徑、速度以及太陽系物體的引力(甚至陽光提供的微小推力)作用于兩個探測器的計算,研究人員們認為有一些東西影響了它們的旅程。
現(xiàn)在,科學家們決定提出一項新任務(wù),以搞清楚引力到底對探測器有什么影響。
驚人的可能性
先驅(qū)者10號和11號分別于1972年和1973年發(fā)射。今天,它們都在十億英里之外,朝著太陽系的邊緣駛?cè)ァ?/p>
如果我們對引力的理解是正確的話,異常現(xiàn)象造成使得兩個探測器少走了約248500英里(400000公里),大約是月球和地球之間的距離(這個距離數(shù)字是對實際測量結(jié)果的簡化,這個我們一會兒再說)。
科學家們很快就提出先驅(qū)者號異??赡苁怯捎谔綔y器本身造成的,比如它們釋放出了熱量和氣體。但這些可能性在測試以后都與實際情況不符。
這就給科學家們留下了可能顛覆傳統(tǒng)物理的驚人可能性:
看不見的暗物質(zhì)在拉扯著探測器
其他維度產(chǎn)生了我們不了解的力
引力作用的方式與我們想象的不一樣
在美國航空航天局噴氣推進實驗室的斯拉瓦·圖里舍夫(Slava Turyshev)是為數(shù)不多,每天與先驅(qū)者號異?,F(xiàn)象進行斗爭的科學家之一。因為他是自愿研究這個問題的,所以他必須費力的兼顧他平時的研究項目和這個令人不安的異常。這個異?,F(xiàn)象涉及到引力的其他方面,比如描述凝聚宇宙的力量(引力)的理論是否和描述亞原子世界的理論相匹配。
圖里舍夫告訴《太空》雜志:“我已經(jīng)花了十一年研究先驅(qū)者號的異常現(xiàn)象了,但從來沒有人資助我。我想這也代表了我多么致力于解開這個謎團。”
從伽利略號和尤利西斯探測器(太陽探測器)的數(shù)據(jù)來看,在先驅(qū)者號身上發(fā)生的異常現(xiàn)象可能也同樣影響了它們。但圖里舍夫認為這兩個探測器都離太陽不夠遠,因此我們無法區(qū)分由太陽引起的的噪聲數(shù)據(jù)和異常現(xiàn)象引起的數(shù)據(jù)。伽利略號撞上了木星,而尤利西斯探測器則不會走得更遠了(注:尤利西斯探測器,是1990年由美國發(fā)射的太陽探測器,在服役17年后燃料凍結(jié)停止工作)。
這就給我們留下了兩個數(shù)據(jù)點:每個先驅(qū)者號一個。圖里舍夫則把這兩個探測器視為一堆數(shù)據(jù)點,以免夸大奇怪的現(xiàn)象。他也研究了同樣離開太陽系的兩個旅行者號,但認為他們的設(shè)計包含了很多的姿態(tài)控制操作,可以掩蓋并抵消外部的加速度。
美國航空航天局的工程師們已經(jīng)與先驅(qū)者號進行了最后一次溝通,留下兩個桌子大小的先驅(qū)者帶著未解的謎團無聲的飛向宇宙深處。
新任務(wù)
同樣來自噴氣推進實驗室的約翰·安德森(John Anderson)在二十世紀八十年代首先發(fā)現(xiàn)了先驅(qū)者號的異?,F(xiàn)象,但一直沒有將其發(fā)表出來。當他與洛斯阿拉莫斯國家實驗室的物理學家邁克爾·馬丁·尼托(Michael Martin Nieto)討論這個問題時,尼托說他“差點從椅子上摔下來”。
尼托參與了安德森的調(diào)查,接著圖里舍夫也加入了。他們對數(shù)據(jù)進行了進一步的分析,甚至跑去問了美國航空航天局退休的老科學家。
研究人員認為解開這個謎團需要一項新的太空任務(wù)。但美國航空航天局并不想開展這個任務(wù)。但由于歷史原因和對引力癡迷,歐洲人對這個任務(wù)表現(xiàn)出了強烈的興趣。
安德森的團隊就向歐洲航天局(ESA)提出了一項使用最新技術(shù)研究先驅(qū)者異常的任務(wù)。團隊在《物理世界》雜志上寫到:“所有可能的輻射源都能被有史以來最精密的航天器消除”。
圖里舍夫認為這個想法很有可能被選為大家未來的研究對象。如果他們能獲得資金,這個項目最早能在2015年啟動。
如果這項任務(wù)能為先驅(qū)者號異常找到一個合理的解釋,那么這一時刻就和牛頓被蘋果砸中頭的時刻齊名。
圖里舍夫說:“如果該異?,F(xiàn)象是由于心得物理機制所造成的,那么這一發(fā)現(xiàn)將顛覆世界?!?/p>
(注:2012年,科學家們得出結(jié)論:航天器的不均勻熱排放減緩了它的速度,從而解決了先鋒號的異?,F(xiàn)象。)
BY:Robert Roy Britt
FY:Amberley
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