Tajemnica Rosetty

23 listopada, zatem kilka dni temu, ESA – Europejska Agencja Kosmiczna donosiła: „Tajemnica trwa: Rosetta nie zaobserwowała anomalii przy przelocie” (Mystery remains: Rosetta fails to observe swingby anomaly). Rosetta to sonda kosmiczna wypuszczona w 2004 roku z zadaniem zbliżenia się w roku 2014 i towarzyszenia komecie 67P/Churyumov-Gerasimenko:

Launch 2 March 2004

First Earth swing-by 4 March 2005

Mars swing-by 25 February 2007

Second Earth swing-by 13 November 2007

Steins fly-by 5 September 2008

Third Earth swing-by 13 November 2009

Lutetia fly-by 10 July 2010

Comet rendezvous manoeuvres 22 May 2014

Lander delivery 10 November 2014

Escorting the comet around the Sun November 2014 - December 2015

End of mission December 2015

13 listopada Rosetta po raz ostatni przeleciała w pobliżu Ziemi nabierając rozpędu

dla spotkania z kometą. Oto trajektoria Rosetty z zaznaczonymi kolejnymi latami:

Rosetta trajectory

Tak sobie dziś wyobrażamy randkę Rosetty z kometą - jeśli misja zostanie uwieńczona sukcesem:

Więcej informacji o tej misji, wraz z obrazami i animacjami, można znaleźć w witrynie ESA.

No dobrze, ale o jaka zagadkę idzie, i dlaczego zagadką ma być niezaobserwowanie anomalii?

Otóż od roku 1990 naukowcy i kontrolerzy misji kosmicznych w ESA i w NASA zaobserwowali, że sondy kosmiczne doświadczają czegoś w rodzaju energetycznych prztyczków w ich oddziaływaniu z przyciąganiem Ziemi. Prztyczki te przeczą podstawowym prawom fizyki – nie znajdujemy dla nich wyjaśnienia w obecnie powszechnie akceptowanych teoriach, w szczególności w ogólnej teorii względności Einsteina. W witrynie ESA, w oryginale, opisane jest to tak:

Since 1990, scientists and mission controllers at ESA and NASA have noticed that their spacecraft sometimes experience a strange variation in the amount of orbital energy they exchange with Earth during planetary swingbys. The unexplained variation is noticed as a tiny difference in speed gained or lost during the swingby when comparing that predicted by fundamental physics and that actually measured after the event.

Nazywa się to anomaliami. Anomalie te, w liczbach, są bardzo małe (nagłe zmiany prędkości rzędu kilku lub kilkunastu milimetrów na sekundę), niemniej zarówno nasze przyrządy jak i nasze teoretyczne obliczenia są tak dokładne, że anomalie te są mierzalne. Rosetta przelatywała w pobliżu Ziemi w roku 2005 i 2007. W obu przypadkach zaobserwowano anomalne prztyczki. W biuletynie ESA z 12-go listopada padło pytanie: Czy przy przelocie 13-go listopada też zaobserwujemy anomalny prztyczek i jakiej wielkości? Biuletyn kończył się uwagą:

„Te dziwne zdarzenia grawitacyjne są tajemnicą. Niektórzy badacze usiłują znaleźć odpowiedź w nowych interpretacjach współczesnej fizyki. Gdyby mieli rację, byłoby to wydarzenie niezwykłej wagi.”

Otóż 13-go listopada nie zaobserwowano żadnej anomalii! Sondy kosmiczne zachowują się tak jak to znamy ze zjawisk paranormalnych – mamy do czynienia ze zjawiskami niewyjaśnionymi i niepowtarzalnymi.

Naukowcy jednak mają głowy otwarte i dzielnie poszukują rozwiązania zagadki. Oto tytuły wybranych przez mnie prac fizyków z dwóch ostatnich lat dotyczących tylko niektórych zaobserwowanych anomalnych zjawisk grawitacyjnych :

Stephen L. Adler, Spacecraft calorimetry as a test of the dark matter scattering model for flyby anomalies
Walter Petry, Non-Prefered Reference Frames and Anomalous Earth Flybys
Stephen L. Adler, Modeling the flyby anomalies with dark matter scattering
Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, The Puzzle of the Flyby Anomaly
John D. Anderson, Michael Martin Nieto, Astrometric Solar-System Anomalies
J. C. Hafele, Effect of the Earth's Time-Retarded Gravitational Field on Spacecraft Flybys
Stephen L. Adler, Solar System Dark Matter
Wolfgang Hasse, Emrah Birsin, Philipp Haehnel, On force-field models of the spacecraft flyby anomaly
Jean Paul Mbelek, Special relativity may account for the spacecraft flyby anomalies
M.B. Gerrard, T.J. Sumner, Earth Flyby and Pioneer Anomalies
M.E. McCulloch, Modelling the flyby anomalies using a modification of inertia
Walter Petry, A Possible Explanation of Anomalous Earth Flybys
Stephen L. Adler, Can the flyby anomaly be attributed to earth-bound dark matter?
Karl Svozil, Microphysical analogues of flyby anomalies
Reginald T. Cahill, Resolving Spacecraft Earth-Flyby Anomalies with Measured Light Speed Anisotropy
Hans-Juergen Busack, Simulation of the flyby anomaly by means of an empirical asymmetric gravitational field with definite spatial orientation
Alexander Unzicker, Why do we Still Believe in Newton's Law ? Facts, Myths and Methods in Gravitational Physics
Paul G. ten Boom, Reinterpreting the Pioneer anomaly and its annual residual

13-go listopada sytuacja jednak się skomplikowała. Mamy do czynienia nie tylko z anomaliami, ale z anomalnymi anomaliami! W jednej z poprzednich notek napisałem, że godziny Ogólnej Teorii Względności są policzone. Rzecz jednak w tym, że, jak wiemy ze słynnego paradoksu bliźniąt, godzina godzinie nie równa – dla jednego będzie to godzina, dla innych będą to wieki..

Coraz więcej fizyków skłania się do poglądu, że należy wrócić do czasu i przestrzeni z czasów Newtona i wyruszyć stamtąd od nowa wybierając inną drogę niż poszedł nią Einstein a my za nim.