O przyczynach anomalii Fly-by

Pogadanki                                                                        11.12.2011

O przyczynach anomalii Fly-by

Anomalia Fly-by należny do jednych z bardziej znanych zagadkowych obserwacji zjawisk fizycznych. Anomalia ta polega na tym, że w trakcie manewru mijania Ziemi przez sondy kosmiczne zaobserwowano większy wzrost ich prędkości niż to wynikało z obowiązujących teorii grawitacji. 

https://en.wikipedia.org/wiki/Flyby_anomaly

To jak dotychczas nie wyjaśnione zjawisko dowodzi, że grawitacja nie jest przez naukę w pełni zrozumiana co oczywiście prowadzi do tego, że fizycy robią wszystko żeby tylko nie przeprowadzić eksperymentów potwierdzających nieodwołalnie jej istnienie.

Była to też druga zagadka którą zająłem się zaraz po rozwiązaniu anomalii Pioneera.

Jeszcze pod wpływem tej metodologii, która okazała się poprzednio tak skuteczna, podjąłem cały szereg prób rozwiązania jej na bazie matematycznego dowodu. Bezskutecznie.

Co gorsza prowadziło to do tego, że więcej czasu traciłem na rachunki i rożnego typu numerologiczne szpagaty niż na zastanawianie się nad przyczyną tej anomalii. W efekcie mój zapał do fizyki zaczął gasnąć, w miarę tego jak szansa znalezienia rozwiązania malała. 

Całe szczęście nadszedł taki moment w którym zdałem sobie sprawę z bezsensowności takiego podejścia do tego problemu.

Jedną z metod pomagającą mi zrozumieć określone zjawisko jest jego redukcja do możliwie najprostszej postaci.

Jeśli przyjmiemy że materia jest zbudowana z oscylujących wakuol to możemy oscylacje np. dwóch z nich opisać oscylacją wspólnej wakuoli łączącej cechy obu składowych. To co zrobiliśmy dla dwóch możemy również zrobić dla 3, 10 ale też i dla wszystkich wakuol z których składa się sonda kosmiczna. Innymi słowy redukujemy nasza sondę do jednej oscylującej wakuoli i możemy teraz spróbować prześledzić sposób jej zachowania w trakcie manewru Flyby.

W trakcie manewru Fly-by następuje zakrzywienie toru satelity. Wielkość tego zakrzywienia jest uzależniona od odległości od Ziemi tak samo jak wielkość anomalnego przyrostu prędkości satelity.

Jeśli przedstawimy graficznie zależność wielkości Δv (w trakcie Fly-by zaobserwowany anomalny przyrost prędkości satelity) od kwadratu odległości sondy od Ziemi w momencie największego zbliżenia, to zauważymy, że otrzymana krzywa wykazuje taki sam przebieg jak wielkość potencjału grawitacyjnego.

Wskazywało by to na związek ze Stałą Grawitacji. Jednocześnie założyłem jednak, że anomalia Flyby i anomalia Pioneera mają to samo źródło. To z kolei skłoniło mnie do szukania zależności pomiędzy nimi. Ta zależność była bardzo prosta do znalezienia.

Stwierdziłem, że wartości Tła Grawitacyjnego Δa równa jest iloczynowi wartości Stałej Grawitacji pomnożonej przez 4Pi.

Dopiero gdy zrozumiałem że Tło Grawitacyjne nie jest tylko dodatkowym elementem grawitacji ale jej prawdziwym źródłem i że nie jakaś wyimaginowana siła powoduje grawitacyjne oddziaływanie tylko przyspieszenie Tła Grawitacyjnego działające jednak na każdą cząstkę elementarną z osobna, zrozumiałem też jak tę anomalię można wytłumaczyć.

Z punktu widzenia mojej Teorii Oddziaływań Grawitacyjnych manewr Fly-by ma następujący przebieg:

W trakcie przelotu w okół Ziemi trajektoria sondy na krótko przybiera formę ruchu po okręgu. Nasz zredukowany do pojedynczej oscylującej wakuoli satelita jest zmuszony do zmiany kierunku oscylacji i jej synchronizacji z kierunkiem do centrum Ziemi. Ta zmiana kierunku oznacza jednak że na wakuolę działa dodatkowe przyspieszenie w momencie synchronizacji w trakcie wejścia na orbitę kołową, oraz powtórnie w trakcie jej opuszczania. To przyspieszenie następuje w trzech wymiarach dla każdego wymiaru osobno, przy czym w trakcie wychodzenia z orbity kołowej co najmniej w jednym wymiarze będzie ono działać w przeciwnym kierunku do pierwotnego co musi zmniejszyć w tym wymiarze przyrost prędkości o połowę.

W ten sposób znalem już wszystkie elementy potrzebne mi do wyprowadzenia zależności.

Wartość anomalii możemy obliczyć z poniższego wzoru

Δv²xyz = 4Π / Δa m r² + 4Π / Δa m r² + 2Π / Δa m r²

po skróceniu otrzymujemy

Δv²xyz = 10Π / Δa m r²

jeśli zdecydujemy się użyć tak zwanej Stałej Grawitacji to otrzymujemy

Δv²xyz = 2,5 / G m r²

To równanie pozwala obliczyć wielkość przyszłych anomalii w trakcie manewrów Fly-by.

Δa - Przyspieszenie Tła Grawitacyjnego (8,3871E-10 m / s² )

Δv - [m/s] - anomalny przyrost prędkości

m - [kg] - masa sondy

r – [m] - odległość od Ziemi w momencie maksymalnego zbliżenia

G - "Stala Grawitacji"

Poniżej przedstawione są dane anomalnych manewrów Fly-by:

                   Near        Galileo            Rosetta

r² – (m²)    2,8354E+11     9,1404E+11         3,8193E+12

m – [kg]          730,4               2497,1             2895,2

Δv² – [m²/s²] 1,7638E-04    1,6004E-05          3,3034E-06

Δv – [m/s]     0,01328             0,00400              0,00182

zaobserwowano następujące Wartości anomalnego przyrostu prędkości

Δv – [mm/s]   13,46±0,13        3,92±0,08           1.82±0,05

widzimy że obliczone wartości są zgodne z obserwacja.

Na podstawie przebiegu zależności wartości anomalii Δv od kwadratu odległości sondy od Ziemi musimy stwierdzić, że jeśli trajektoria sondy przebiega w odległości większej niż ca. 3000 km od Ziemi w momencie największego zbliżenia to wartość anomalii maleje tak, że nie będzie ona rejestrowana przez dotychczasowe metody pomiarowe.

Jednak to nie wszystkie wnioski jakie można wyciągnąć z faktu istnienia anomalii Flyby i rozwiązania jakie proponuję.

Najważniejszym wnioskiem jest to, że w ujęciu fizyki klasycznej grawitacja jest przedstawiana fałszywie bo nie uwzględniane jest istnienie jej składowej rotacyjnej, tej która objawia się w momencie przejściowego wejścia satelity na orbitę kołową w trakcie manewru Flyby.

Pozwoliłem sobie na odpowiednie przekształcenie Prawa Grawitacji tak by ta składowa została uwzględniona.

F= 1 / 4π ρ0 δ0 x m1*m2/r^2

1/ δ0 = Δa

F – siła pomiędzy dwoma masami

m1 – masa pierwsza

m2 – masa druga

r – odległość miedzy masa 1 i 2

Δa - tło grawitacyjne Δa = 8,38695 x 10-10 m/s²

δ0 – przenikalność grawitacyjna [s²/m ]δ0 = 1.19233 x 10^9 s²/m

ρ0 – współczynnik masowy [kg/m² ]ρ0 = 0,5 w momencie wejścia i wyjścia z orbity kołowej oraz ~1,0 dla ruchu w pozostałych częściach orbity

Stala grawitacji została zastąpiona poprzez wyrażenie G = 1 / 4π ρ0δ0.

Oznacza to jednak, że ciała niebieskie nie poruszają się po orbitach eliptycznych, ale kształt tych orbit jest jajowaty tak jak to już przypuszczał Kepler.

Następny wniosek jest taki, że tak powszechna obecność rotacji, jako elementu ruchu ciał niebieskich we wszechświecie, nie jest przypadkiem, ale wynika z obecności rotacyjnej składowej oddziaływań grawitacyjnych.

Dla mnie osobiście zainteresowanie anomalią Flyby zmieniło moje podejście do matematyki w fizyce w sposób radykalny, bo pokazało mi jak bardzo ograniczone i jak fałszujące rzeczywistość jest jej użycie. Nie zdawałem sobie jeszcze wtedy z tego sprawy, że jej użycie jest w gruncie rzeczy bezsensowne.

PS. Niektórych zapewne zaciekawiło dlaczego przyjąłem takie radykalne podejście do matematyki, mimo że wyjaśnienie anomalii Fly-by powinno te wiarę raczej umocnić.
No tak całkiem koszerne to wyjaśnienie nie jest. Wprawdzie liczbowo równanie daje prawidłowe wyniki ale jednostki fizyczne się nie zgadzają. Lewa i prawa strona równania nie pasują do siebie.
Dla fizyka jest to powód żeby o takim wzorze jak najszybciej zapomnieć a bron Boże żeby się koledzy po fachu dowiedzieli. To było by równoznaczne z samobójstwem.

Cale szczęście nie jestem fizykiem i nie przeszedłem tresury jakiej oni doznali w trakcie studiów, przyjąłem to wiec bezstresowo.
Istnieją tylko dwie możliwości wyjścia z tego dylematu. Albo mój rachunek jest fałszywy i obliczone wartości to czysty przypadek, albo matematyka w fizyce jest o dupę rozbić.
Dlaczego wybrałem tę drugą alternatywę opowiedziałem w tym artykule.

http://krysztalowywszechswiat.blogspot.de/2015/10/o-przyczynach-niestabilnosci-masy.html